Кузовной ремонт автомобиля

 Покраска в камере, полировка

 Автозапчасти на заказ

Из чего состоит синхронный двигатель


принцип, теория работы и применение

Мы узнали о различных типах электродвигателей в нашей предыдущей статье. Теперь мы начнем узнавать об этих моторах индивидуально. В этой статье мы рассмотрим теорию работы синхронного двигателя и его строение, а так же подскажем где вы можете купить.

Принцип синхронного двигателя

Основной принцип такой же, как и для всех двигателей. Это взаимная индукция между обмоткой статора и ротора, которая делает любой двигатель работоспособным. Кроме того, когда 3-фазная обмотка питается от 3-фазного источника питания, то создается магнитный поток постоянной величины, но вращающийся с синхронной скоростью.

Чтобы легко понять работу синхронного двигателя, давайте рассмотрим только два полюса в статоре и роторе. Как показано на рисунке, статор имеет два полюса Ns и S. Эти полюса, находясь под напряжением, создают вращающееся магнитное поле. Они вращаются с синхронной скоростью и позволяют считать направление вращения по часовой стрелке. Если полюса ротора находятся в положении, показанном на рисунке, то полюса отталкиваются друг от друга. Итак, северный полюс в статоре отталкивает северный полюс ротора. Также южный полюс статора отталкивает юг ротора. Это заставляет ротор вращаться в направлении против часовой стрелки. Таким образом, через полпериода полюса статора меняются местами, что приводит их в положение противоположенных полюсов, которые притягивают друг друга . Т.е. южный полюс статора и северный полюс ротора притягиваются и магнитно сцепляются.

В этом положении полюсы Ns притягивают S, а полюсы Ss притягивают N. Эти противоположные полюса ротора и статора начинают вращаться в том же направлении, что и полюса статора. Это заставляет ротор вращаться в одном направлении и с синхронной скоростью, которая равна скорости вращения полюсов статора. Таким образом, поскольку положение полюсов статора продолжает изменяться с быстрой скоростью и реверсированием, полюса ротора также вращаются и поворачиваются так же, как и статор, таким образом вызывая вращение ротора с постоянной, синхронной скоростью и в том же направлении. Приобрести синхронный двигатель можно, перейдя по ссылке ниже:

Теория работы

Когда на двигатель подается питание переменного тока, полюса статора находятся под напряжением. Это, в свою очередь, притягивает полюса ротора, таким образом, полюса статора и ротора магнитно блокируются. Именно эта блокировка заставляет ротор вращаться с одинаковой синхронной скоростью с полюсами статора. Синхронная скорость вращения задается выражением Ns = 120f / P.

Когда нагрузка на двигатель постепенно увеличивается, ротор, несмотря на то, что он вращается с одинаковой скоростью, имеет тенденцию постепенно снижаться по фазе на некоторый угол, «β», называемый Угол нагрузки или Угол сцепления. Этот угол нагрузки зависит от величины нагрузки, на которую рассчитан двигатель. Другими словами, мы можем интерпретировать, как развиваемый двигателем крутящий момент зависит от угла нагрузки «β».

Электрическую работу синхронного двигателя можно сравнить с передачей мощности механическим валом. На рисунке показаны два шкива, «A» и «B». Предполагается, что шкив «A» и шкив «B» установлены на одном валу. «А» передает мощность от привода через вал, в свою очередь заставляя «В» вращаться, передавая мощность нагрузке.

Два шкива, которые прикреплены к одному валу, можно сравнить с блокировкой между полюсами статора и ротора.

Если нагрузка увеличивается, шкив «B» передает увеличение нагрузки на вал, что проявляется в скручивании вала.

Таким образом, поворот вала можно сравнить с ротором, падающим по фазе со статором.

Угол кручения можно сравнить с углом нагрузки «β». Также, когда нагрузка увеличивается, сила скручивания и угол закручивания увеличиваются. Таким образом, угол нагрузки «β» также увеличивается.

Если нагрузка на шкив «B» увеличивается до такой степени, что он заставляет вал крутиться и ломаться, то передача мощности через вал прекращается, когда вал ломается. Это можно сравнить с ротором, выходящим из синхронизма с полюсами статора.

Таким образом, синхронные двигатели могут работать либо с синхронной скоростью, либо они останавливаются.

Процедура запуска двигателя

Все синхронные двигатели оснащены «обмоткой короткозамкнутого ротора», состоящей из медных прутков, закороченных на обоих концах. Эти обмотки также служат для самостоятельного запуска синхронного двигателя. Во время запуска он легко запускается и действует как асинхронный двигатель. Для запуска синхронного двигателя сетевое напряжение подается на клеммы статора, а ротор остается не возбужденным. Он запускается как асинхронный двигатель, и когда он достигает скорости около 95% от своей синхронной скорости, на ротор подается слабое постоянное возбуждение. В результате чего ротор выравнивается синхронно со статором. В этот момент статор и полюса ротора сцепляются друг с другом и приводят двигатель в синхронность.

Фазовые колебания

Раскачка фазы синхронного двигателя вызваны:

  1. Различными нагрузками
  2. Пульсирующими частотами питания.

Когда синхронный двигатель нагружен (например, компрессоры, насосы и т.д.). Когда нагрузка увеличивается, его ротор возвращается назад на угол соединения «β». При дальнейшем увеличении нагрузки этот угол «β» дополнительно увеличивается, чтобы справиться с возросшей нагрузкой. В этой ситуации, если нагрузка внезапно уменьшается, ротор перегружается, а затем оттягивается, чтобы приспособить новую нагрузку к двигателю. Таким образом, ротор начинает колебаться, как маятник, в своем новом положении, соответствующем его новой нагрузке, пытаясь восстановить равновесие. Если период времени этих колебаний совпадает с собственной частотой станка, то устанавливается резонанс, что может вывести машину из синхронизма. Для демпфирования таких колебаний используются «демпфирующие решетки», известные как «обмотки короткозамкнутых клеток».

Применение синхронных двигателей:

  • Эти двигатели используются как первичные двигатели (приводы) для центробежных насосов, поршневых компрессоров с ременным приводом, воздуходувок, бумажных фабрик, резиновых фабрик и т.д. Из-за их высокой эффективности и высоких скоростей (об / мин выше 600).
  • Низкоскоростные синхронные двигатели (об / мин ниже 600) широко используются для привода многих поршневых насосов. Таких как винтовые и шестеренные насосы, вакуумные насосы, дробилки, машины для прокатки алюминиевой фольги.
  • Эти моторы также широко используются на борту судов. Навигационное оборудование корабля, такое как гирокомпас, использует специальный тип синхронного двигателя. Они также используются в качестве первичных двигателей для Viscometer. Это устройства для измерения / регулирования вязкости мазута главного двигателя.
  • Большинство фабрик и производств используют бесконечное количество индуктивных нагрузок. Они могут варьироваться от ламповых ламп до мощных асинхронных двигателей. Таким образом, эти индуктивные нагрузки имеют значительный коэффициент мощности отставания. Синхронный двигатель с избыточным возбуждением (синхронный конденсатор), имеющий ведущий коэффициент мощности, используется для улучшения коэффициента мощности этих систем питания.
  • Эти двигатели также используются для регулирования напряжения, когда происходит сильное падение / повышение напряжения. Так же когда тяжелая индуктивная нагрузка включается / выключается в конце длинных линий электропередачи.
  • Синхронные двигатели могут работать на сверхнизких скоростях с помощью мощных электронных преобразователей, которые генерируют очень низкие частоты. Примерами этих двигателей являются диапазоны мощностью 10 МВт, используемые для привода дробилок, вращающихся печей и шаровых мельниц с регулируемой скоростью.

Что такое синхронный двигатель? - Определение, конструкция, работа и его особенности

Определение: Двигатель, который работает с синхронной скоростью, называется синхронным двигателем. Синхронная скорость - это постоянная скорость, с которой двигатель генерирует электродвижущую силу. Синхронный двигатель используется для преобразования электрической энергии в механическую энергию.

Строительство синхронного двигателя

Статор и ротор являются двумя основными частями синхронного двигателя.Статор становится неподвижным и несет обмотку якоря двигателя. Обмотка якоря является основной обмоткой, из-за которой в двигателе возникает ЭДС. Вращатели несут обмотки поля. Основной поток поля индуцируется в роторе. Ротор сконструирован двумя способами: ротор с заметным полюсом и ротор с не выступающим полюсом.

Синхронный двигатель использует несущий полюсный ротор. Слово выступающий означает полюса ротора, спроецированные на обмотки якоря .Ротор синхронного двигателя выполнен из пластин из стали. Расслоения уменьшают потери на вихревые токи, возникающие на обмотке трансформатора. Выдвижной ротор в основном используется для проектирования средне- и тихоходного двигателя. Для получения высокоскоростного цилиндрического ротора в двигателе используется.

Синхронный двигатель работает

Статор и ротор являются двумя основными частями синхронного двигателя. Статор - это неподвижная часть, а ротор - вращающаяся часть машины.Трехфазное питание подается на статор двигателя.

Статор и ротор оба возбуждены отдельно. Возбуждение - это процесс создания магнитного поля на деталях двигателя с помощью электрического тока.

Когда на статор подается трехфазное питание, между статором и зазором ротора возникает вращающееся магнитное поле. Поле с движущейся полярностью известно как вращающееся магнитное поле. Вращающееся магнитное поле развивается только в многофазной системе.Из-за вращающегося магнитного поля на статоре развиваются северный и южный полюсы.

Ротор возбуждается источником постоянного тока. Источник постоянного тока наводит северный и южный полюсы ротора. Поскольку подача постоянного тока остается постоянной, индуктивность потока на роторе остается неизменной. Таким образом, поток имеет фиксированную полярность. Северный полюс развивается на одном конце ротора, а южный полюс развивается на другом конце.

AC является синусоидальным. Полярность волны меняется в каждом полупериоде, т.е.волна остается положительной в первой половине цикла и становится отрицательной во второй половине цикла. Положительный и отрицательный полупериод волны развивают север и южный полюс статора соответственно.

Когда ротор и статор имеют одинаковый полюс на одной стороне, они отталкиваются друг от друга. Если они имеют противоположные полюса, они притягивают друг друга. Это легко понять с помощью рисунка, показанного ниже. Ротор притягивается к полюсу статора для первой половины цикла подачи и отталкивания для второй половины цикла.Таким образом, ротор пульсирует только в одном месте. Это причина, по которой синхронный двигатель не запускается самостоятельно.

Первичный двигатель используется для вращения двигателя. Первичный двигатель вращает ротор с их синхронной скоростью. Синхронная скорость - это постоянная скорость машины, значение которой зависит от частоты и числа полюсов машины.

Когда ротор начинает вращаться со своей синхронной скоростью, первичный двигатель отключается от двигателя.И постоянный ток подается к ротору, из-за чего северный и южный полюс развивается на своих концах

Северный и южный полюса ротора и статора сцепляются друг с другом. Таким образом, ротор начинает вращаться со скоростью вращающегося магнитного поля. И мотор работает на синхронной скорости. Скорость двигателя может быть изменена только путем изменения частоты питания.

Основные характеристики синхронного двигателя

  • Скорость синхронного двигателя не зависит от нагрузки, т.е.изменение нагрузки не влияет на скорость двигателя.
  • Синхронный двигатель не запускается самостоятельно. Первичный двигатель используется для вращения двигателя на их синхронной скорости.
  • Синхронный двигатель работает как с опережающим, так и с запаздывающим коэффициентом мощности.

Синхронный двигатель также можно запустить с помощью обмоток демпфера.

,

Что такое синхронное реактивное сопротивление и синхронный импеданс?

Синхронное реактивное сопротивление (X S ) - это воображаемое реактивное сопротивление, используемое для учета эффектов напряжения в цепи якоря, вызванных фактическим реактивным сопротивлением якоря и изменением потока воздушного зазора, вызванным реакцией якоря.

Аналогичным образом, Синхронный импеданс Z S является фиктивным импедансом, используемым для учета эффектов напряжения в цепи якоря, вызванных фактическим сопротивлением якоря, фактическим реактивным сопротивлением утечки якоря и изменением потока воздушного зазора, создаваемым реакция арматуры.

Фактическое генерируемое напряжение состоит из суммы двух составляющих напряжений. Одно из этих компонентных напряжений, которое было бы генерировано, если бы не было никакой реакции якоря. Это напряжение, которое будет генерироваться только из-за возбуждения поля. Эта составляющая генерируемого напряжения называется напряжением возбуждения (E от ).

Другой компонент генерируемого напряжения известен как Якорь Реакция Напряжение (E AR ).Таким образом, два напряжения, которые являются напряжением реакции якоря и напряжением возбуждения, складываются, чтобы контролировать влияние реакции якоря на генерируемое напряжение. Уравнение показано ниже.

Напряжение в цепи, вызванное изменением потока током, является результатом реакции якоря. Природа этого эффекта - индуктивное сопротивление. Следовательно, E AR эквивалентно напряжению индуктивного сопротивления и определяется уравнением, показанным ниже.

Индуктивное сопротивление X AR - это фиктивное сопротивление. В результате в цепи якоря создается напряжение. Следовательно, напряжение реакции якоря можно моделировать как индуктор последовательно с внутренним напряжением.

В дополнение к эффектам реакции якоря, обмотка статора также обладает собственной индуктивностью и сопротивлением.

лет,

  • L a - собственная индуктивность обмотки статора
  • X a - самоиндуктивное сопротивление обмотки статора
  • R a - сопротивление статора якоря.

Напряжение на клеммах V определяется уравнением, приведенным ниже.

Где,

  • R a I a - падение сопротивления якоря
  • X a I a - падение реактивного сопротивления якоря
  • X AR I a - это напряжение реакции якоря

Эффекты реакции якоря и влияние потока утечки на машину представлены индуктивным сопротивлением.Следовательно, все это в совокупности образует единое реактивное сопротивление, называемое Синхронное реактивное сопротивление машины X S .

Следовательно,

Где,

Импеданс Z S в вышеприведенном уравнении (7) является синхронным импедансом , а X S является синхронным реактивным сопротивлением .

,

Принцип работы двигателя постоянного тока

Двигатель постоянного тока - это устройство, которое преобразует постоянный ток в механическую работу. Он работает по принципу закона Лоренца, который гласит, что «проводник с током, помещенный в магнитное и электрическое поле, испытывает силу». И эта сила называется силой Лоренца. Правило левой руки Флемминга дает направление силы.

Правило левой руки Флеминга

Если большой, средний и указательный пальцы левой руки смещены друг от друга на угол 90 °, средний палец представляет направление магнитного поля.Указательный палец представляет направление тока, а большой палец показывает направление сил, действующих на проводник.

Формула рассчитывает величину силы,

Прежде чем разбираться в работе двигателей постоянного тока, мы должны знать об их конструкции. Якорь и статор являются двумя основными частями двигателя постоянного тока. Арматура является вращающейся частью, а статор является их неподвижной частью. Катушка якоря подключена к источнику постоянного тока.

Катушка якоря состоит из коммутаторов и щеток. Коммутаторы преобразуют индуктивность переменного тока в якоре в постоянный ток, и щетки передают ток от вращающейся части двигателя к стационарной внешней нагрузке. Якорь расположен между северным и южным полюсом постоянного тока или электромагнита.

Для простоты предположим, что якорь имеет только одну катушку, которая расположена между магнитным полем, показанным ниже на рисунке А. Когда на катушку якоря подается питание постоянного тока, через него начинает течь ток.Этот ток развивает свое поле вокруг катушки. На рисунке B показано поле индукции вокруг катушки.

В результате взаимодействия полей (создаваемых катушкой и магнитом) результирующее поле развивается через проводник. Результирующее поле стремится восстановить свое первоначальное положение, то есть на оси основного поля. Поле оказывает силу на концы проводника, и, таким образом, катушка начинает вращаться.

Пусть поле, создаваемое основным полем, будет F м , и это поле вращается по часовой стрелке.Когда ток течет в катушке, они создают свое собственное магнитное поле, говорит F r . Поле F r пытается выйти в направлении основного поля. Тем самым крутящий момент действует на катушку якоря.

Фактический двигатель постоянного тока состоит из большого количества катушек якоря. Скорость двигателя прямо пропорциональна количеству катушек, используемых в двигателе. Эти катушки хранятся под воздействием магнитного поля.

Один конец проводников находится под влиянием северного полюса, а другой конец - под влиянием южного полюса.Ток входит в катушку якоря через северный полюс и движется наружу через южный полюс. Когда катушка перемещается от одной щетки к другой, одновременно меняется и полярность катушки. Таким образом, направление силы или крутящего момента, действующего на катушку, остается неизменным.

Крутящий момент индуктивности в катушке становится равным нулю, когда катушка якоря перпендикулярна основному полю. Нулевой крутящий момент означает, что двигатель перестает вращаться. Для решения этой проблемы используется номер катушки якоря в роторе.Таким образом, если одна из их катушек перпендикулярна полю, то другие катушки вызывают крутящий момент. И ротор движется непрерывно.

Кроме того, для получения непрерывного крутящего момента компоновка поддерживается таким образом, что всякий раз, когда катушки обрезают магнитную нейтральную ось магнита, направление тока в катушках меняется на противоположное. Это можно сделать с помощью коммутатора.

,

Смотрите также


avtovalik.ru © 2013-2020
Карта сайта, XML.