Трехфазный синхронный двигатель: Трехфазный синхронный электродвигатель купить в Москве недорого – продажа, стоимость. Заказать трехфазный синхронный двигатель цена в интернет магазине – Кабель.РФ

Синхронный электродвигатель с обмоткой возбуждения

Дмитрий Левкин

Синхронный электродвигатель с обмоткой возбуждения, как и любой вращающийся электродвигатель, состоит из ротора и статора. Статор — неподвижная часть, ротор — вращающаяся часть. Статор обычно имеет стандартную трехфазную обмотку, а ротор выполнен с обмоткой возбуждения. Обмотка возбуждения соединена с контактными кольцами к которым через щетки подходит питание.

Синхронный электродвигатель с обмоткой возбуждения (щетки не показаны)

Постоянная скорость вращения синхронного электродвигателя достигается за счет взаимодействия между постоянным и вращающимся магнитным полем. Ротор синхронного электродвигателя создает постоянное магнитное поле, а статор – вращающееся магнитное поле.

Работа синхронного электродвигателя основана на взаимодействии вращающегося магнитного поля статора и постоянного магнитного поля ротора

Статор: вращающееся магнитное поле

На обмотки катушек статора подается трехфазное переменное напряжение. В результате создается вращающееся магнитное поле, которое вращается со скоростью пропорциональной частоте питающего напряжения. Подробнее о том, как посредством трехфазного напряжения питания образуется вращающееся магнитное поле можно прочитать в статье «Трехфазный асинхронный электродвигатель».

Взаимодействие между вращающимся (у статора) и постоянным (у ротора) магнитными полями

Ротор: постоянное магнитное поле

Обмотка ротора возбуждается источником постоянного тока через контактные кольца. Магнитное поле создаваемое вокруг ротора возбуждаемое постоянным током показано ниже. Очевидно, что ротор ведет себя как постоянный магнит, так как имеет такое же магнитное поле (в качестве альтернативы можно представить, что ротор сделан из постоянных магнитов). Рассмотрим взаимодействие ротора и вращающегося магнитного поля. Предположим вы придали ротору начальное вращение в том же направлении как у вращающегося магнитного поля. Противоположные полюса вращающегося магнитного поля и ротора будут притягиваться друг к другу и они будут сцепляться с помощью магнитных сил. Это значит, что ротор будет вращаться с той же скоростью, что и вращающееся магнитное поле, то есть ротор будет вращаться с синхронной скоростью.

Магнитные поля ротора и статора сцепленные друг с другом

Скорость с которой вращается магнитное поле может быть вычислена по следующему уравнению:

,

• где N_s – частота вращения магнитного поля, об/мин,
• f – частота тока статора, Гц,
• p – количество пар полюсов.

Это значит, что скорость синхронного электродвигателя может очень точно контролироваться изменением частоты питающего тока. Таким образом эти электродвигатели подходят для высокоточных приложений.

Почему синхронные электродвигатели не запускаются от электрической сети?

Если ротор не имеет начального вращения, ситуация отличается от описанной выше. Северный полюс магнитного поля ротора будет притягиваться к южному полюсу вращающегося магнитного поля, и начнет двигаться в том же направлении. Но так как ротор имеет определенный момент инерции, его стартовая скорость будет очень низкой. За это время южный полюс вращающегося магнитного поля будет замещен северным полюсом. Таким образом появятся отталкивающие силы. В результате чего ротор начнет вращаться в обратную сторону. Таким образом ротор не сможет запуститься.

Демпферная обмотка — прямой запуск синхронного двигателя от электрической сети

Чтобы реализовать самозапуск синхронного электродвигателя без системы управления между наконечниками ротора размещается «беличья клетка», которая также называется демпферной обмоткой. При запуске электродвигателя катушки ротора не возбуждаются. Под действием вращающегося магнитного поля, индуцируется ток в витках «беличьей клетки» и ротор начинает вращаться подобно тому, как запускаются асинхронные двигатели.

Когда ротор достигает своей максимальной скорости, подается питание на обмотку возбуждения ротора. В результате, как говорилось ранее, полюса ротора сцепляются с полюсами вращающегося магнитного поля и ротор начинает вращаться с синхронной скоростью. При вращении ротора с синхронной скоростью, относительное движение между белечьей клеткой и вращающимся магнитным полем равно нулю. Это значит, что отсутствует ток в короткозамкнутых витках, а следовательно «беличья клетка» не оказывает воздействия на синхронную работу электродвигателя.

Синхронные электродвигатели имеют постоянную скорость независящую от нагрузки (при условии что нагрузка не превышает макимально допустимую). Если момент нагрузки больше, чем момент создаваемый самим электродвигателем, то он выйдет из синхронизма и остановиться. Низкое напряжение питания и низкое напряжение возбуждения также могут быть причинами выхода двигателя из синхронизма.

Синхронные электродвигатели могут также использоваться для улучшения коэффициента мощности системы. Когда единственной целью использования синхронных электродвигателей является улучшение коэффициента мощности их называют синхронными компенсаторами

. В таком случае вал электродвигателя не соединяется с механической нагрузкой и вращается свободно.

Трехфазный синхронный двигатель — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2

Трехфазный синхронный двигатель

Cтраница 2

Задача 13.4. Трехфазный синхронный двигатель работает от сети напряжением U 500 в.  [16]

Так работают трехфазные синхронные двигатели.  [17]

Как устроен трехфазный синхронный двигатель.  [18]

Приемник представляет собой трехфазный синхронный двигатель с вращающимся двухполюсным постоянным магнитом. Обмотка статора — трехфазная катушечная с тремя явно выраженными полюсами, а ротор 7 электродвигателя — это постоянный двухполюсный магнит. Вращение ротора передается счетному механизму спидометра.  [20]

Приемник — малый трехфазный синхронный двигатель

с ротором в виде постоянного магнита, дополненного для улучшения пусковых характеристик гистерезисным диском, приводит во вращение обойму постоянных магнитов, между полюсами которых расположен увлекаемый диск. Для компенсации температурной погрешности на полюсах магнитов установлен термомагнитный шунт, а диск изготовлен из тройного медно-алюми-ние-марганцовистого сплава с малым температурным коэффициентом сопротивления.  [21]

Статорные обмотки трехфазного синхронного двигателя MS ( рис. 5.4) подключены к выходным зажимам преобразователя частоты с непосредственной связью НПЧ. Этот преобразователь выполнен на трех реверсивных управляемых выпрямителях UZA, UZB и UZC, работающих в режиме управляемых источников тока. Контуры регулирования токов фаз статора настраиваются идентично друг другу, соответствуют функциональной схеме ( рис. 5.5) и на рис. 5.4 для краткости не указаны. Цепь ротора MS подключена к источнику постоянного нерегулируемого напряжения.  [22]

Схема включения трехфазного синхронного двигателя обычного исполнения приведена на рис. 55.36, а. Статор синхронного двигателя СД выполняется аналогично статору асинхронного двигателя и имеет трехфазную обмотку, подключаемую к сети переменного тока. Ротор СД имеет обмотки возбуждения и пусковую в виде беличьей клетки, предназначенную для пуска синхронного двигателя. Конструктивно ротор синхронного двигателя может быть выполнен явнополюсным и не-явнополюсным в виде цилиндра. В качестве источника для питания обмотки возбуждения СД используется отдельный генератор постоянного тока ( возбудитель) В. Ток / в в обмотки возбуждения возбудителя ОВВ может регулироваться с помощью добавочного резистора RB. В регулируемом ЭП ротор синхронных двигателей может выполняться в виде постоянных магнитов или быть пассивным.  [23]

Двигатель-генераторный агрегат состоит из трехфазного синхронного двигателя и генератора постоянного тока.  [24]

Для вращения модулирующего диска использован трехфазный синхронный двигатель, построенный по принципу бесконтактного сельсина и имеющий скорость 3000 об / мин. Так как модулирующий диск, являющийся ротором двигателя, имеет 9 отверстий, то частота модуляции составляет 450 гц.  [25]

Рассмотренное устройство поясняет принцип действия трехфазных синхронных двигателей Греческое слово синхронный означает одновременный.  [26]

Рассмотренное устройство поясняет принцип действия трехфазных синхронных двигателей. Греческое слово синхронный означает одновременный. Этим словом подчеркивается одинаковая скорость вращающегося поля и ротора.  [27]

На рис. 9 приводятся рабочие характеристики трехфазного синхронного двигателя с гармоническим ротором.  [29]

В чем заключается главная отличительная особенность работы перевозбужденного трехфазного синхронного двигателя от недовоз-бужденного.  [30]

Страницы:      1    2    3    4

Характеристики трехфазного синхронного двигателя — Авто журнал

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Трехфазный синхронный двигатель

Задача 13.4. Трехфазный синхронный двигатель работает от сети напряжением U 500 в. [16]

Так работают трехфазные синхронные двигатели . [17]

Как устроен трехфазный синхронный двигатель . [18]

Приемник представляет собой трехфазный синхронный двигатель с вращающимся двухполюсным постоянным магнитом. Обмотка статора — трехфазная катушечная с тремя явно выраженными полюсами, а ротор 7 электродвигателя — это постоянный двухполюсный магнит. Вращение ротора передается счетному механизму спидометра. [20]

Приемник — малый трехфазный синхронный двигатель с ротором в виде постоянного магнита, дополненного для улучшения пусковых характеристик гистерезисным диском, приводит во вращение обойму постоянных магнитов, между полюсами которых расположен увлекаемый диск. Для компенсации температурной погрешности на полюсах магнитов установлен термомагнитный шунт, а диск изготовлен из тройного медно-алюми-ние-марганцовистого сплава с малым температурным коэффициентом сопротивления. [21]

Статорные обмотки трехфазного синхронного двигателя MS ( рис. 5.4) подключены к выходным зажимам преобразователя частоты с непосредственной связью НПЧ. Этот преобразователь выполнен на трех реверсивных управляемых выпрямителях UZA, UZB и UZC, работающих в режиме управляемых источников тока. Контуры регулирования токов фаз статора настраиваются идентично друг другу, соответствуют функциональной схеме ( рис. 5.5) и на рис. 5.4 для краткости не указаны. Цепь ротора MS подключена к источнику постоянного нерегулируемого напряжения. [22]

Схема включения трехфазного синхронного двигателя обычного исполнения приведена на рис. 55.36, а. Статор синхронного двигателя СД выполняется аналогично статору асинхронного двигателя и имеет трехфазную обмотку, подключаемую к сети переменного тока. Ротор СД имеет обмотки возбуждения и пусковую в виде беличьей клетки, предназначенную для пуска синхронного двигателя. Конструктивно ротор синхронного двигателя может быть выполнен явнополюсным и не-явнополюсным в виде цилиндра. В качестве источника для питания обмотки возбуждения СД используется отдельный генератор постоянного тока ( возбудитель) В. Ток / в в обмотки возбуждения возбудителя ОВВ может регулироваться с помощью добавочного резистора RB. В регулируемом ЭП ротор синхронных двигателей может выполняться в виде постоянных магнитов или быть пассивным. [23]

Двигатель-генераторный агрегат состоит из трехфазного синхронного двигателя и генератора постоянного тока. [24]

Для вращения модулирующего диска использован трехфазный синхронный двигатель , построенный по принципу бесконтактного сельсина и имеющий скорость 3000 об / мин. Так как модулирующий диск, являющийся ротором двигателя, имеет 9 отверстий, то частота модуляции составляет 450 гц. [25]

Рассмотренное устройство поясняет принцип действия трехфазных синхронных двигателей Греческое слово синхронный означает одновременный. [26]

Рассмотренное устройство поясняет принцип действия трехфазных синхронных двигателей . Греческое слово синхронный означает одновременный. Этим словом подчеркивается одинаковая скорость вращающегося поля и ротора. [27]

На рис. 9 приводятся рабочие характеристики трехфазного синхронного двигателя с гармоническим ротором. [29]

В чем заключается главная отличительная особенность работы перевозбужденного трехфазного синхронного двигателя от недовоз-бужденного. [30]

Характеристики трехфазного синхронного двигателя

Уравнения механической характеристики нелинейны в связи с наличием произведения переменных. Приближенное уравнение механической характеристики двигателя может быть найдено с помощью угловой статической характеристики синхронной машины.

Положим

и и будем пренебрегать активным сопротивлением статора R₁. Будем считать, что обмотка возбуждения питается от источника тока, и во всех режимах i_в=I_в=const. В этом случае уравнения механической характеристики примут вид:(5.5)

Из первого и второго уравнений определяются токи статора:

(5.6)

Подставив эти выражения в третье уравнение системы и, учитывая, что

, после преобразований получаем уравнение угловой характеристики двухфазного явнополюсного синхронного двигателя:(5.7)

Подставив

и , получим уравнение угловой характеристики трехфазного асинхронного явнополюсного двигателя:(5.8)

Из этого выражения видно, что момент синхронного двигателя содержит две составляющие. Первая обусловлена взаимодействием вращающегося магнитного поля статора с полем возбуждения ротора, а вторая представляет собой реактивный момент, обусловленный явнополюсным исполнением ротора. Вследствие явнополюсности, энергия магнитного поля максимальна при любом из двух положений ротора, поэтому вторая составляющая момента зависит от двойного угла Θ_эл.

На рис. 5.2 изображена угловая характеристика трехфазной синхронной машины с явновыраженными полюсами.

Θ эл.ном. обычно составляет 20 ° -30 ° . Это обеспечивает перегрузочную способность двигателя

. Реактивный момент увеличивает крутизну рабочего участка угловой характеристики и несколько повышает перегрузочную способность двигателя.

Рис. 5.2. Угловая характеристика трехфазной синхронной машины с явновыраженными полюсами.

Так как основная составляющая момента определяется линейной зависимостью момента от напряжения питания, то перегрузочная способность двигателя менее чувствительна к изменению напряжения сети, чем у асинхронного двигателя.

Вектор

определяется геометрической суммой потокосцеплений обмотки статора по оси d (рис. 5.1б):(5.9)

и по оси q:

(5.10)

U-образные кривые и рабочие характеристики синхронного двигателя

U-образные кривые. В процессе работы синхронного двига­теля в его обмотке статора наводятся ЭДС, сумма которых ΣĖ [см. (20.29) ] приблизительно равна подведенному к обмотке статора напряжению сети Uc. Эта сумма ЭДС эквивалентна ре­зультирующему магнитному полю, вызванному действием двух магнитодвижущихся сил: возбуждения Fв ≡Iв и статора F1≡I1.

При неизменном напряжении сети Uс ≈— Σ Ё = const резуль­тирующее магнитное поле постоянно. Поэтому при изменении МДС возбуждения Fв (изменении тока возбуждения Iв) МДС статора F1 изменяется таким образом, чтобы их совместное дей­ствие оставалось неизменным, т. е. чтобы оставалось неизменным результирующее магнитное поле синхронного двигателя. Это изменение МДС Fi может происходить только за счет изменения величины и фазы тока статора İ1, т. е. за счет изменения реактив­ной составляющей тока статора Id.

Например, при увеличении тока возбуждения /в начи­ная от наименьшего его значения (Iв≈0) возрастает МДС рото­ра, при этом МДС статора уменьшается. Это уменьшение МДС происходит при уменьшении индуктивной (по отношению к на­пряжению сети (Ус) составляющей тока статора Iа, которая ока­зывает на магнитную систему подмагничивающее влияние.

При этом полный ток статора İ 1 = İ q + İ d уменьшается, а ко­эффициент мощности двигателя cosφ увеличивается. При неко­тором значении тока возбуждения /в индуктивная составляющая тока статора падает до нуля. При этом ток статора достигнет минимального (при данной нагрузке) значения, так как станет чисто активным (I1 =Iq), а коэффициент мощности cos cosφ1= l.

Увеличение тока возбуждения сверх значения Iв, т. е. перевозбуждение двигателя, вызовет увеличение тока U, но теперь этот ток будет опережающим (емкостным) по от­ношению к напряжению Uc. Таким образом, при недовозбуждении (Iв Iв’) — с опережающим. Зависимость тока статора от тока возбуждения для синхронного двигателя представлена U-образными кривыми (рис. 22.5). Ток возбужде­ния Iв соответствует работе синхронного двигателя при коэффи­циенте мощности cosφ— 1. При перевозбуждении двигателя в цепи статора появляется опережающий ток.

Иначе говоря, синхронный двигатель является генератором реактивного тока: индуктивного по отношению к напряжению сети при недовозбуждении и емкостного при перевозбуждении. Указанная способность синхронных двигателей является их цен­ным качеством, которое используют для повышения коэффициен­та мощности электрических установок.

Асинхронные двигатели, являющиеся наиболее распростра­ненными потребителями электроэнергии, работают с cosφ1

Рис. 22.5. U-образные характеристики Рис. 22.6. Рабочие характеристики синхронного двигателя синхронного двигателя

повышению коэффициента мощности этой сети. В этом отноше­нии синхронные двигатели выгодно отличаются от асинхронных, работающих с отстающим по фазе током (особенно при недо­грузке двигателя) и снижающих энергетические показатели пи­тающей сети.

Ток в обмотке статора двигателя I1= P1/(m1U1cosφ1). Из этого выражения видно, что ток I1 с увеличением нагрузки на валу двигателя растет быстрее, чем потребляемая мощность Pi, вследствие уменьшения cosφ1.

Так как ротор синхронного двигателя вращается в ту же сто­рону, что и поле статора, то направление вращения ротора опре­деляется порядком следования фаз линейных проводов, подве­денных к обмотке статора, и порядком расположения фаз обмот­ки статора. Для изменения направления вращения трехфазного синхронного двигателя необходимо переключить два линейных прввода, подведенных из сети к выводам обмотки статора (см. § 9.3).

В заключение необходимо отметить, что синхронные двигате­ли по сравнению с асинхронными имеют преимущество, заклю­чающееся в том, что они могут работать с coφs1 = 1, не создавая в питающей сети индуктивных токов, вызывающих дополнитель­ные потери энергии. тромагнитного момента пропорциональна напряжению сети U1, а у асинхронных двигателей электромагнитный момент пропор­ционален U 2 ₁ [см. (13.14)] . По этой причине при понижении на­пряжения в сети синхронные двигатели сохраняют большую пе­регрузочную способность, чем асинхронные.

К недостаткам синхронных двигателей относятся их более сложная конструкция и повышенная стоимость по сравнению, с асинхронными двигателями с короткозамкнутым ротором. Кроме того, для работы синхронного двигателя требуется устройство для питания постоянным током обмотки возбуждения.

Опыт эксплуатации показал, что применение синхронных дви­гателей общего назначения наиболее целесообразно при мощно­сти 200 кВт и более в установках, не’требующих частых пусков и регулирования частоты вращения (мощные насосы, вентилято­ры, компрессоры и т. п.).

Устройство и принцип действия синхронного двигателя

Содержание

1. Устройство синхронного электродвигателя
2. Принцип работы синхронного электродвигателя
3. Характеристики синхронного электродвигателя

Синхронный электродвигатель – это устройство, преобразующее электрическую энергию в механическую. Его также можно использовать в качестве генератора. Чаще всего он применяется в компрессорах, прокатных станках, поршневых насосах и другом подобном оборудовании. Рассмотрим принцип действия синхронного электродвигателя, его характеристики и свойства.

Устройство синхронного электродвигателя

Строение агрегата данного вида типично. Двигатель состоит из:

• Неподвижной части (якорь или статор).
• Подвижной части (ротор или индуктор).
• Вентилятора.
• Контактных колец.
• Щеток.
• Возбудителя.

Статор представляет собой сердечник, состоящий из обмоток, который заключен в корпус. Индуктор комплектуется электромагнитами постоянного тока (полюсами). Конструкция индуктора может быть двух видов – явнополюсная и неявнополюсная. В статоре и роторе расположены ферромагнитные сердечники, изготовленные из специальной электротехнической стали. Они необходимы для уменьшения магнитного сопротивления и улучшения прохождения магнитного потока.

Частота вращения ротора в синхронном двигателе равна частоте вращения магнитного поля. Независимо от подключаемой нагрузки частота ротора неизменна, так как число пар полюсов магнитного поля и ротора совпадают. Их взаимодействие обеспечивает постоянную угловую скорость, не зависящую от момента, приложенного к валу.

Принцип работы синхронного электродвигателя

Самые распространенные типы такого рода агрегатов – однофазный и трехфазный. Принцип работы синхронного электродвигателя в обоих случаях примерно одинаков. После подключения обмотки якоря к сети ротор остается неподвижным, в то время как постоянный ток поступает в обмотку возбуждения. Направление электромагнитного момента меняется дважды за время одного изменения напряжения. При значении среднего момента равном нулю, ротор под влиянием внешнего момента (механического воздействия) разгоняется до частоты, близкой по значению частоте вращения магнитного поля в зазоре, после чего двигатель переходит в синхронный режим.

В трехфазном устройстве проводники расположены под определенным углом относительно друг друга. В них возбуждается вращающееся с синхронной скоростью электромагнитное поле.

Разгон двигателя может осуществляться в двух режимах:

• Асинхронный. Обмотки индуктора замыкаются с помощью реостата. Вращающееся магнитное поле, возникающее при включении напряжения, пересекает короткозамкнутую обмотку, установленную на роторе. В ней индуцируются токи, взаимодействующие с вращающимся полем статора. По достижении синхронной скорости крутящий момент начинает уменьшаться и сводится к нулю после замыкания магнитного поля.
• С помощью вспомогательного двигателя. Для этого синхронный двигатель механически соединяется со вспомогательным (двигателем постоянного тока либо трехфазным индукционным двигателем). Постоянный ток подается только после того, как вращение двигателя достигает скорости, близкой к синхронной. Магнитное поле замыкается, и связь со вспомогательным двигателем прекращается.

Характеристики синхронного электродвигателя

Хотя асинхронные двигатели считаются более надежными и дешевыми, их синхронные «собратья» имеют некоторые преимущества и широко применяются в различных областях промышленности. К отличительным характеристикам синхронного электродвигателя можно отнести:

• Работу при высоком значении коэффициента мощности.
• Высокий КПД по сравнению с асинхронным устройством той же мощности.
• Сохранение нагрузочной способности даже при снижении напряжения в сети.
• Неизменность частоты вращения независимо от механической нагрузки на валу.
• Экономичность.

Синхронным двигателям также присущи некоторые недостатки:

• Достаточно сложная конструкция, делающая их производство дороже.
• Необходимость источника постоянного тока (возбудителя или выпрямителя).
• Сложность пуска.
• Необходимость корректировать угловую частоту вращения путем изменения частоты питающего напряжения.

Однако в некоторых случаях использование синхронных двигателей предпочтительнее:

• Для улучшения коэффициента мощности.
• В длительных технологических процессах, где нет необходимости в частых запусках и остановках.

Таким образом, «плюсы» двигателей такого типа значительно превосходят «минусы», поэтому на данный момент они высоко востребованы.

Изучив синхронный двигатель, устройство и принцип его действия и учтя условия, в которых он будет эксплуатироваться, вы сможете быстро и с легкостью подобрать оптимально подходящий для ваших целей тип агрегата (защищенный, закрытый, открытый) и использовать его с максимальной эффективностью.

голоса

Рейтинг статьи

Принцип действия синхронного двигателя

Прежде чем рассматривать принцип действия синхронного двигателя, необходимо помнить, что это электрическая машина, работающая на переменном токе, у которой ротор вращается с частотой, которая равна частоте вращения магнитного поля в воздушной прослойке.

Устройство синхронного двигателя

Синхронный двигатель состоит из основных частей – якоря и индуктора. Обычно, его исполнение сделано таким образом, что якорь расположен на статоре, а индуктор – на роторе, отделенном воздушной прослойкой. Данные агрегаты обладают высоким коэффициентом мощности. Существенным плюсом является возможность их использования в сетях с любым напряжением.

Конструкция синхронного двигателя состоит из двух основных частей – статора и ротора. Статор является неподвижной частью агрегата, а ротор – подвижной. В состав якоря входят одна или несколько обмоток переменного тока. При работе двигателя токи, поступающие в якорь, приводят к вращению магнитного поля, пересекающегося с полем индуктора и преобразующего энергию. Поле якоря носит другое название – поле реакции якоря. В генераторе такое поле создается с помощью индуктора.

В состав индуктора входят электромагниты постоянного тока, называемые полюсами. Во всех синхронных электродвигателях индукторы бывают двух конструкций – явнополюсная и не явнополюсная, отличающиеся расположением полюсов. Конструкция статора включает в себя корпус и сердечник, в состав которого входят двух- и трехфазные обмотки. Сами обмотки могут быть распределенными и сосредоточенными.

Чтобы уменьшить магнитное сопротивление и улучшить прохождение магнитного потока, используются ферромагнитные сердечники, расположенные в роторе и статоре, для изготовления которых используется электротехническая сталь. Она обладает интересными свойствами, например, повышенным содержанием кремния, с целью повышения ее электрического сопротивления и уменьшения вихревых токов.

Каждый синхронный электродвигатель обладает важным параметром – электромагнитным моментом. Он возникает в том случае, когда магнитный поток ротора начинает взаимодействовать с вращающимся магнитным полем. Данное поле образуется под влиянием трехфазного тока, протекающего по обмотке якоря.

В режиме холостого хода происходит совпадение осей магнитных полей ротора и статора. Поэтому электромагнитные силы, возникающие между их полюсами, принимают радиальное направление и значение электромагнитного момента агрегата становится равным нулю. При переходе устройства в двигательный режим, на ротор начинает воздействовать внешние нагрузочный момент, приложенный к валу. В результате, происходит смещение ротора на величину определенного угла против направления вращения.

Подобное электромагнитное взаимодействие между ротором и статором приводит к созданию электромагнитных сил, направленных в сторону вращения. Таким образом, действие вращающегося электромагнитного момента стремится к преодолению действия внешнего момента. Максимальное значение электромагнитного момента образует угол 90 градусов, при расположении полюсов ротора между осями полюсов статора.

Если значение нагрузочного момента, приложенного к валу двигателя, превысит максимальный электромагнитный момент, в этом случае двигатель остановится под влиянием внешнего момента. Из-за этого в неподвижном двигателе по обмотке якоря будет проходить очень высокий ток. Данный режим является аварийным, он представляет собой выпадение из синхронизма и на практике не должен допускаться.

Как работает синхронный двигатель

Принцип действия синхронного двигателя основывается на взаимном влиянии магнитных полей якоря и полюсов индуктора. При обращенной конструкции агрегата расположение якоря и индуктора выполнено наоборот, то есть, первый расположен на роторе, а другой – на статоре. Такой вариант используют криогенные синхронные машины, у которых в состав обмоток возбуждения входят материалы со свойствами сверхпроводимости.

При запуске двигателя его разгоняют до частоты близкой к той, с которой в зазоре вращается магнитное поле. Только после этого он переходит в синхронный режим. В данной ситуации происходит пересечение магнитных полей якоря и индуктора. Этот момент получил название входа в синхронизацию.

При разгоне используется состояние асинхронного режима, когда происходит замыкание обмоток индуктора с помощью реостата или короткозамкнутым путем, подобно асинхронным машинам. Для того, чтобы осуществлять запуск в таком режиме, ротор оснащается короткозамкнутой обмоткой, которая одновременно является успокоительной обмоткой, способной устранить раскачивание ротора во время синхронизации. После того, как скорость становится близко к номинальной, в индуктор подается постоянный ток.

Таким образом, синхронный двигатель это не только двигатель, но и своеобразный генератор, поскольку у них одинаковое конструктивное исполнение. Схема работы двигателя будет следующей. Обмотка якоря подключается к трехфазному переменному току, а к обмотке возбуждения от постороннего источника подается постоянный ток. Вращающееся магнитное поле, созданное трехфазной обмоткой и поле, созданное обмоткой возбуждения, взаимодействуют между собой. Это вызывает появление электромагнитного момента, приводящего ротор во вращающееся состояние.

Для двигателей, где установлены постоянные магниты, применяются специальные внешние разгонные двигатели. В отличие от асинхронных устройств, разгон ротора в синхронном двигателе должен достигнуть частоты вращения магнитного поля. Это связано с подачей в обмотку ротора тока из постороннего источника, а не индуцируется в нем под действием магнитного поля статора, следовательно, на него не влияет частота вращения вала. В результате, синхронный двигатель переменного тока приобретает постоянную частоту вращения ротора вне зависимости от нагрузки. Специфический принцип работы этих устройств оказал влияние на их пуск и регулировку частоты вращения.

Схема запуска двигателя и его регулировка

У синхронных двигателей отсутствует начальный пусковой момент. При подключении якорной обмотки к источнику переменного тока, электромагнитный момент дважды изменить свое направление за один период изменения тока. Это происходит, когда ротор находится в неподвижном состоянии, а в обмотке возбуждения протекает постоянный ток.

Таким образом, величина среднего момента в течение одного периода будет иметь нулевое значение. Чтобы увидеть, как работает синхронный двигатель при пуске, нужно выполнить разгон его ротора под действием внешнего момента до вращения с частотой, приближенной к синхронной.

Сам запуск агрегата может производиться разными способами:

• В первом случае используется схема асинхронного включения, основой которой служит глухо подключенный возбудитель. Данный способ применяется при статическом моменте нагрузки ниже 0,4, когда отсутствует падение напряжения. Сопротивление разряда замыкается в обмотке возбуждения, за счет чего исключаются перебои с возбуждением обмотки во время впуска, поскольку незначительная скорость вращения ротора приводит к перенапряжению. Когда скорость становится близкой к синхронной, контактор реагирует на это изменение, в результате происходит переключение обмотки возбуждения из разрядного сопротивления непосредственно на якорь возбудителя.
• Во втором варианте пуска используется тиристорный возбудитель. Этот способ считается более надежным из-за высокого КПД. Управление возбуждением значительно облегчается. Подача возбуждение осуществляется автоматически с помощью электромагнитного реле.

Различия синхронных и асинхронных двигателей

Все электродвигатели переменного тока по принципу действия могут быть асинхронными и синхронными. В первом случае вращение ротора будет медленнее, по сравнению с магнитным полем, а во втором – вращение ротора и магнитного поля происходит с одинаковой скоростью.

В асинхронном двигателе вращающееся переменное магнитное поле создается обмотками, закрепленными на статоре. Концы этих обмоток выведены в общую клеммную коробку. Во избежание перегрева на валу двигателя устанавливается вентилятор. Ротор выполнен из металлических стержней, замкнутых с двух сторон между собой. Он представляет единое целое с валом и получил название короткозамкнутого ротора.

Вращение магнитного поля происходит под действием постоянной смены полюсов. Соответственно, в обмотках изменяется направление тока. На скорость вращения вала оказывает влияние количество полюсов магнитного поля.

Синхронный электродвигатель конструктивно отличается от асинхронных агрегатов. Здесь вращение ротора и магнитного поля происходит с одинаковой скоростью. Напряжение на ротор для зарядки обмоток подается с помощью щеток, а не индуцируется действием переменного магнитного поля. Направление тока в обмотках изменяется одновременно с направлением магнитного поля, поэтому вал синхронного двигателя всегда вращается в одну сторону.

принцип работы и устройство (фото)

Синхронный электродвигатель – электрическая установка, действующая от сети переменного и постоянного тока. Синхронная машина улучшает коэффициент мощности. Данные моторы используются довольно часто в электрической системе, потому что они подходят для любой сети напряжения и обладают высокими экономическими данными.

Область применения

• конвейеры,
• мощные вентиляторы,
• мельницы,
• эксгаустеры,
• компрессоры,
• дробилки,
• прокатные станки.

Преимущества и недостатки

Синхронный электродвигатель имеет сложнее структуру, чем асинхронный, но обладает некоторыми достоинствами.

Главным положительным качеством данных агрегатов является способность поддерживать оптимальный режим реактивной энергии. Из-за автоматического регулирования силы тока двигателя, он работает, не употребляя, не давая реактивную энергию, значение коэффициента мощности равняется 1. Если нужна реактивная энергия, она будет производиться синхронным мотором.

Данным двигателям не страшны перебои в сети, которой равен их максимальный момент. А значение критического момента равно квадрату напряжения.

Агрегат выдерживает большую перегрузку, которую можно еще увеличить автоматически повышением тока при необходимости непродолжительной нагрузки на вал. Он имеет постоянную скорость вращения независимо от нагрузки.

Трехфазный синхронный двигатель дороже обычного асинхронного из-за сложного механизма и особого устройства.

Еще недостатком оказывается надобность в постоянном источнике энергии, функции которого выполняет выпрямитель или специализированный возбудитель.

Устройство электродвигателя

Синхронный мотор имеет две основные части — статор и ротор. Неподвижная часть называется статором, а подвижный элемент ротором.

Однофазный двигатель с короткозамкнутым ротором, расположенным в статоре или снаружи в двигателях обращенного вида. В основе ротора — постоянные магниты. Материал магнитов имеет высокую коэрцитивную силу. Полюсы ротора могут быть явно и неявно выраженными. Синхронный двигатель с короткозамкнутым ротором бывает с магнитами на поверхности или с уже встроенными.

Статор представлен корпусом и сердечником, состоящим из двухфазных и трехфазных обмоток. Обмотка бывает распределенная и сосредоточенная. У распределенной насчитываются пазы полюса и фазы Q= 2,3.

У сосредоточенной обмотки пазы полюса и фазы Q=1. Пазы размещены на одинаковом расстоянии на окружности неподвижной части двигателя. Катушки статора соединяются последовательно или параллельно. Такие обмотки не могут влиять на форму кривой ЭДС. Электродвижущая сила имеет трапецеидальную и синусоидальную форму. У явно выраженного полюса форма ротора и наводимая электродвижущая сила проводника является трапециевидной формы (а). При необходимости создания синусоидальной ЭДС, полюсные наконечники приобретают другую форму, где величина кривой распределения индукции близкая синусоидальной. Осуществление возможно благодаря наличию скосов на наконечнике полюса ротора.

Ротор синхронного двигателя переменного тока: а — явно выраженный полюс, 6 — неявно выраженный полюс.

Неявно выраженные полюса обладают равной индуктивностью продольных и поперечных осей, а явно выраженные полюса имеют одинаковую величину поперечной и продольной индуктивности (б).

Принцип действия

Принцип действия электрической машины переменного тока: 1 — статор, 2 — ротор.

У однофазного двигателя отсутствует пусковой момент. При подключении обмотки якоря к сети переменного тока, ротор неподвижен, в обмотку возбуждения поступает постоянный ток, за время одного изменения напряжения, два раза происходит смена направления электромагнитного момента. Значение среднего момента равняется нулю. Ротор разгоняется посредством внешнего момента до вращающейся частоты, которая приближается к синхронности.

Из-за высокого значения коэффициента мощности обеспечивается снижение потребления электричества, уменьшаются потери. В сравнении с асинхронным механизмом с такой же мощностью, синхронный двигатель имеет КПД выше. Так как крутящийся момент аналогичен напряжению сети. Даже снижение напряжения не влияет на нагрузочную способность. Что свидетельствует о надежности механизма.

Тип подключения делится на однофазный и трехфазный. Синхронные агрегаты чаще бывают трехфазными. При положении проводников трехфазного двигателя в определенной геометрической позиции появляется электромагнитное поле, которое вращается с одновременной скоростью. При имении магнита во вращающемся поле, они замыкают, крутятся параллельно. Двигатель можно назвать нерегулируемым, так как его скорость постоянная.

Пуск электродвигателя

Существует два способа пуска синхронной машины.

1. Асинхронное включение

Схема пуска на основе глухо подключенного возбудителя, применима для статистического момента нагрузки менее 0,4, без падений напряжения.

Асинхронный пуск с помощью трансформатора

В обмотке возбуждения замыкается сопротивление разряда, избегая тем самым перебои возбуждения обмотки на впуске, потому как на небольшой скорости вращения ротора возникают перенапряжения. Если скорость приближается к синхронной, реагирует контактор, а обмотка возбуждения переключается из разрядного сопротивления на якорь возбудителя.

2. Применение тиристорного возбудителя

Возбуждение, осуществляемое при помощи электромагнитного реле

Пуск с тиристорным возбудителем более надежный, обладает высоким КПД. Легче становится управление возбуждением, напряжение шин, остановка в аварийном режиме. Во многих моделях электродвигателей установлены тиристорные возбудители. Подача возбуждения работает автоматически функцией скорости и тока.

Синхронный компенсатор

Упрощенная конструкция для холостого хода называется компенсатором.

Потребление электричества, помимо активной мощности, нуждается в реактивной мощности. Генератор вырабатывает реактивную мощность с минимальными затратами. Переход реактивной мощности генератора связан с потерями на линии передач. Поэтому применение компенсаторов является обоснованным экономически. При возбуждении синхронные двигатели не используют напряжение сети, а при перевозбуждении отдают реактивную мощность.

Синхронный электродвигатель применяется в сети переменного и постоянного тока, обеспечивая высокую надежность работы. Этот двигатель улучшит коэффициент мощности предприятия.

Схема подключения синхронного электродвигателя

5.1. Схема включения, статические характеристики и режимы работы синхронного двигателя

Синхронные трехфазные двигатели (СД) широко применяются в электроприводах самых разнообразных рабочих машин и механизмов, что объясняется их высокими технико-экономическими показателями.

1.Синхронные двигатели имеют высокий коэффициент мощностиcos, равный единице для электроприводов небольшой мощности и опережающийcosв установках большой мощности. Способность СД работать с опережающимcosи отдавать в сеть реактивную мощность позволяет улучшать режим работы и экономичность сети электроснабжения.

2.Высокий КПД современных СД, составляющий 96–98 %, что на 1–1,5 % выше КПД АД тех же габаритов и скорости.

3.Возможность регулирования перегрузочной способности СД за счет регулирования тока возбуждения и меньшая зависимость этого показателя от напряжения сети по сравнению с АД.

4.Синхронный двигатель обладает абсолютно жесткой механической характеристикой.

5.Важным преимуществом конструкции СД является большой воздушный зазор, вследствие чего его характеристики и свойства мало зависят от износа подшипников и неточности монтажа ротора.

6.Возможность их изготовления на очень большие мощности (до нескольких десятков мегаватт и более).

На рис. 5.1 приведена схема включения СД. На статоре СД, выполненном аналогично статору АД, располагается трехфазная обмотка, подключенная к сети переменного тока.

Для того чтобы разобраться, как подключить электродвигатель конкретного типа, необходимо понимать принципы его работы и особенности конструкции. Существует множество электродвигателей разных типов. По способу подключения к сети переменного тока они бывают трехфазные, двухфазные или однофазные. По способу питания обмотки ротора делятся на синхронные и асинхронные.

Принцип действия

Принцип действия электродвигателя демонстрирует простейший опыт, который всем нам показывали в школе — вращение рамки с током в поле постоянного магнита.

Рамка с током — это аналог ротора, неподвижный магнит — статор. Если в рамку подать ток, она повернется перпендикулярно направлению магнитного поля и застынет в этом положении. Если заставить магнит крутиться, рамка будет вращаться с той же скоростью, то есть синхронно с магнитом. У нас получился синхронный электродвигатель. Но у нас магнит — это статор, а он по определению неподвижен. Как заставить вращаться магнитное поле неподвижного статора?

Для начала заменим постоянный магнит катушкой с током. Это обмотка нашего статора. Как известно из той же школьной физики, катушка с током создает магнитное поле. Последнее пропорционально величине тока, а полярность зависит от направления тока в катушке. Если подать в катушку переменный ток, получим переменное поле.

Магнитное поле — векторная величина. Переменный ток в питающей сети имеет синусоидальную форму.

Нам поможет очень наглядная аналогия с часами. Какие векторы вращаются постоянно перед нашими глазами? Это часовые стрелки. Представим, что в углу комнаты висят часы. Секундная стрелка вращается, делая один полный оборот в минуту. Стрелка — вектор единичной длины.

Тень, которую стрелка отбрасывает на стену, меняется как синус с периодом в 1 минуту, а тень, отбрасываемая на пол — как косинус. Или синус, сдвинутый по фазе на 90 градусов. Но вектор равен сумме своих проекций. Другими словами, стрелка равна векторной сумме своих теней.

Двухфазный синхронный электродвигатель

Расположим на статоре две обмотки под углом в 90 градусов, то есть взаимно перпендикулярно. Подадим в них синусоидальный переменный ток. Фазы токов сдвинем на 90 градусов. Имеем два вектора взаимно перпендикулярных, меняющихся по синусоидальному закону со сдвигом фаз на 90 градусов. Суммарный вектор будет вращаться подобно часовой стрелке, делая один полный оборот за период частоты переменного тока.

У нас получился двухфазный синхронный электродвигатель. Откуда взять токи, сдвинутые по фазе для питания обмоток? Наверное, не всем известно, что вначале распределительные сети переменного тока были двухфазными. И лишь позднее, не без борьбы, уступили место трехфазным. Если бы не уступили, то наш двухфазный электромотор можно было подключить напрямую к двум фазам.

Но победили трехфазные сети, для которых были разработаны трехфазные электродвигатели. А двухфазные электромоторы нашли свое применение в однофазных сетях в виде конденсаторных двигателей.

Трехфазный синхронный двигатель

Современные распределительные сети переменного тока выполнены по трехфазной схеме.

• По сети передаются сразу три синусоиды со сдвигом фаз на треть периода или на 120 градусов относительно друг друга.
• Трехфазный двигатель отличается от двухфазного тем, что у него не две, а три обмотки на статоре, повернутых на 120 градусов.
• Три катушки, подключенные к трем фазам, создают в сумме вращающееся магнитное поле, которое поворачивает ротор.

Трехфазный асинхронный двигатель

Ток в ротор синхронного двигателя подается от источника питания. Но мы знаем из той же школьной физики, что ток в катушке можно создать переменным магнитным полем. Можно просто замкнуть концы катушки на роторе. Можно даже оставить всего один виток, как в рамке. А ток пусть индуцирует вращающееся магнитное поле статора.

1. В момент старта ротор неподвижен, а поле статора вращается.
2. Поле в контуре ротора меняется, наводя электрический ток.
3. Ротор начнет догонять поле статора. Но никогда не догонит, так как в этом случае ток в нем перестанет наводиться.
4. В асинхронном двигателе ротор всегда вращается медленнее магнитного поля.
5. Разница скоростей называется скольжением. Подключение асинхронного двигателя не требует подачи тока в обмотку ротора.

У синхронных и асинхронных электродвигателей есть свои достоинства и недостатки, но факт состоит в том, что большинство двигателей, применяемых в промышленности на сегодняшний день — это асинхронные трехфазные двигатели.

Однофазный асинхронный электродвигатель

Если оставить на роторе короткозамкнутый виток, а на статоре одну катушку, то мы получим удивительную конструкцию — асинхронный однофазный двигатель.

На первый взгляд кажется, что такой двигатель работать не должен. Ведь в роторе нет тока, а магнитное поле статора не вращается. Но если ротор рукой толкнуть в любую сторону, двигатель заработает! И вращаться он будет в ту сторону, в которую его подтолкнули при пуске.

Объяснить работу этого двигателя можно, представив неподвижное переменное магнитное поле статора как сумму двух полей, вращающихся навстречу друг другу. Пока ротор неподвижен, эти поля уравновешивают друг друга, поэтому однофазный асинхронный двигатель не может стартовать самостоятельно. Если же ротор внешним усилием привести в движение, он будет вращаться попутно с одним вектором и навстречу другому.

Попутный вектор будет тянуть ротор за собой, встречный — тормозить.

Можно показать, что из-за разности встречной и попутной скоростей влияние попутного вектора будет сильнее, и двигатель будет работать в асинхронном режиме.

Схема включения

Возможно подключение нагрузок к трехфазной сети по двум схемам — звездой и треугольником. При подключении звездой начала обмоток соединяются между собой, а концы подключаются к фазам. При включении треугольником конец одной обмотки подключается к началу другой.

В схеме включения звездой обмотки оказываются под фазным напряжением 220 В., при включении треугольником — под линейным 380 В.

При включении треугольником двигатель развивает не только большую мощность, но и большие пусковые токи. Поэтому иногда используют комбинированную схему — старт звездой, затем переключение в треугольник.

Направление вращения определяется порядком подключения фаз. Для изменения направления достаточно поменять местами любые две фазы.

Подсоединение к однофазной сети

Трехфазный двигатель можно включать в однофазную сеть, хотя и с потерей мощности, если одну из обмоток подключить через фазосдвигающий конденсатор. Однако при таком включении двигатель сильно теряет в своих параметрах, поэтому этот режим использовать не рекомендуется.

Подключение на 220 вольт

В отличие от трехфазного, двухфазный мотор изначально предназначен для включения в однофазную сеть. Для получения сдвига фаз между обмотками включается рабочий конденсатор, поэтому двухфазные двигатели называют еще конденсаторными.

Емкость рабочего конденсатора рассчитывается по формулам для номинального рабочего режима. Но при отличии режима от номинального, например, при пуске баланс обмоток нарушается. Для обеспечения пускового режима на время старта и разгона параллельно рабочему подключается дополнительный пусковой конденсатор, который должен отключаться при выходе на номинальные обороты.

Как включить однофазный асинхронный двигатель

Если не нужен автоматический запуск, асинхронный однофазный двигатель имеет самую простую схему включения. Особенностью этого типа является невозможность автоматического старта.

Для автоматического пуска используется вторая пусковая обмотка как в двухфазном электромоторе. Пусковая обмотка подключается через пусковой конденсатор только для старта и после этого должна быть отключена вручную или автоматически.

Статьи по электроремонту и электромонтажу

Синхронные движки получили обширное распространение в индустрии для электроприводов, работающих с неизменной скоростью (компрессоров, насосов и т.д.). В ближайшее время, вследствие возникновения преобразовательной полупроводниковой техники, разрабатываются регулируемые синхронные электроприводы.

Плюсы синхронных электродвигателей

Синхронный движок несколько труднее, чем асинхронный, но обладает рядом
преимуществ, что позволяет использовать его в ряде всевозможных случаев заместо асинхронного.

1. Главным достоинством синхронного электродвигателя является возможность
получения рационального режима по реактивной энергии , который осуществляется
методом автоматического регулирования тока возбуждения мотора. Синхронный
движок может работать, не потребляя и не отдавая реактивной энергии в сеть,
при коэффициенте мощности ( cos фи)
равным единице.Если для предприятия нужна выработка реактивной энергии, то
с и нхронный электродвигатель, работая с перевозбуждением,
может отдавать ее в сеть.

2. Синхронные электродвигатели наименее чувствительны к
колебаниям напряжения сети, чем асинхронные электродвигатели. Их
наибольший момент пропорционален напряжению сети, в то время как критичный
момент асинхронного электродвигателя пропорционален квадрату напряжения.

3. Синхронные электродвигатели имеют высшую перегрузочную
способность. Не считая того, перегрузочная способность синхронного мотора
может быть автоматом увеличена за счет увеличения тока возбуждения, к примеру,
при резком краткосрочном повышении нагрузки на валу мотора.

4. Скорость вращения синхронного мотора остается
постоянной при хоть какой нагрузке на валу в границах его перегрузочной возможности.

Методы запуска синхронного электродвигателя

Вероятны последующие методы запуска синхронного мотора: асинхронный запуск на полное напряжение сети и запуск на пониженное напряжение через реактор либо автотрансформатор.

Асинхронный запуск синхронного электродвигателя

Схема возбуждения синхронного мотора с глухоподключенным возбудителем достаточно ординарна и может применяться в этом случае, если пусковые токи не вызывают падения напряжения в сети больше допустимого и статистический момент нагрузки Мс

Асинхронный запуск синхронного мотора делается присоединением статора к сети. Движок разгоняется как асинхронный до скорости вращения, близкой к синхронной.

В процессе асинхронного запуска обмотка возбуждения замыкается на разрядное сопротивление, чтоб избежать пробоя обмотки возбуждения при пуске, потому что при малой скорости ротора в ней могут появиться значимые перенапряжения. При скорости вращения, близкой к синхронной, срабатывает контактор КМ (цепь питания контактора на схеме не показана), обмотка возбуждения отключается от разрядного сопротивления и подключается к якорю возбудителя. Запуск завершается.

Типовые узлы схем возбуждения синхронного мотора

Слабеньким местом большинства электроприводов с синхронными движкам, существенно
усложняющим эксплуатацию и повышающим издержки, многие годы являлся
электромашинный возбудитель. В текущее время обширное распространение для
возбуждения синхронных движков находят тиристорные возбудители . Они
поставляются в комплектном виде.

Тиристорные возбудители синхронных электродвигателей более надежны и имеют
более высочайший к.п.д. по сопоставлению с электромашинными возбудителями. С помощью их
просто решаются вопросы рационального регулирования тока возбуждения для
поддержания всепостоянства cos фи, напряжения на шинах,
от которых питается синхронный движок, также ограничение токов ротора и
статора синхронного мотора в аварийных режимах.

Тиристорными возбудителями оснащается большая часть выпускаемых больших
синхронных электродвигателей. Они делают обычно последующие функции:

• запуск синхронного мотора с включенным в цепь обмотки возбуждения
  пусковым резистором,
• бесконтакное отключение пускового резистора после окончания запуска
  синхронного мотора и защиту его от перегрева,
• автоматическую подачу возбуждения в подходящий момент запуска синхронного
  электродвигателя,
• автоматическое и ручное регулирование тока возбуждения
• нужную форсировку возбуждения при глубочайших посадках напряжения на
  статоре и резких набросах нагрузки на валу синхронного мотора,
• резвое гашение поля синхронного мотора по мере надобности понижения
  тока возбуждения и отключениях электродвигателя,
• защиту ротора синхронного мотора от долговременной перегрузки по току и
  маленьких замыканий.

Если запуск синхронного электродвигателя делается на пониженное напряжение, то при «легком» пуске возбуждение подается до включения обмотки статора на полное напряжение, а при «тяжелом» пуске подача возбуждения происходит при полном напряжении в цепи статора.
Может быть подключение обмотки возбуждения мотора к якорю возбудителя поочередно с разрядным сопротивлением.

Процесс подачи возбуждения синхронному движку автоматизируется 2-мя методами: в функции скорости и в функции тока.

На схеме, приведенной на рисунке, подача возбуждения синхронному движку осуществляется при помощи электрического реле неизменного тока КТ (реле времени с гильзой). Катушка реле врубается на разрядное сопротивление Rразр через диодик VD. При подключении обмотки статора к сети в обмотке возбуждения мотора наводится ЭДС. По катушке реле КТ проходит выпрямленный ток, амплитуда и частота импульсов которого зависят от скольжения.

Подача возбуждения синхронному движку в функции скорости

При пуске скольжение S = 1. По мере разгона мотора оно миниатюризируется и интервалы меж выпрямленными полуволнами тока растут; магнитный поток равномерно понижается по кривой Ф(t).

При скорости, близкой к синхронной, магнитный поток реле успевает добиться значения потока отпадания реле Фот в момент, когда через реле КТ ток не проходит. Реле теряет питание и своим контактом делает цепь питания контактора КМ (на схеме цепь питания контактора КМ не показана).

Разглядим контроль подачи возбуждения в функции тока при помощи реле тока. При пусковом токе срабатывает реле тока КА и размыкает собственный контакт в цепи контактора КМ2.

График конфигурации тока и магнитного потока в реле времени КТ

Контроль подачи возбуждения синхронному движку в функции тока

При скорости, близкой к синхронной, реле КА отпадает и замыкает собственный контакт в цепи контактора КМ2. Контактор КМ2 срабатывает, замыкает собственный контакт в цепи возбуждения машины и шунтирует резистор Rразр

Трехфазный индукционный двигатель 1hp, маленький мощный синхронный двигатель

Описание и отзывы

Характеристики

Трехфазный электродвигатель индукции 1hp небольшой мощный синхронный двигатель

Трехфазный индукционный двигатель серии Y, принимающий Национальный унифицированный дизайн, достиг международного продвинутого уровня 90-х. Он может заменить индукционный двигатель серии Y, анад обладает сложными функциями, такими как новая конструкция, привлекательный внешний вид, низкий уровень шума, низкая вибрация, экономия энергии и потребления материалов и т. д.

 

Введение:

 

1. характеристики: Полностью закрытый, вентилятор-охлаждение, тип клетки белки и отмечены их новым дизайном, компактной структурой, высокой эффективностью, большим крутящим моментом, отличной производительностью запуска, низким уровнем шума и простым обслуживанием и т. д.Принятие F класса изоляции в соответствии с международной практики, безопасность и надежность двигателя могут быть значительно увеличены

 

2. Применение:Станки, насосы, вентиляторы, конвейеры, смесители, сельскохозяйственная техника, машины для пищевой промышленности.

 

3. Условия эксплуатации:

 

• Температура окружающей среды:-15 °C <0 <40 °C
• Высота: не более 1000 м
• Номинальное напряжение: 380 В или любое напряжение между 220 В-760 в
• Номинальная частота: 50 Гц, 60 Гц
• Класс защиты: IP44, IP54, IP55
• Класс изоляции: B, F
• Метод охлаждения: IC0141
• Пошлинах: S1 (на постоянной основе)
• Тип подключения: старт-соединение для to3 кВт, Дельта-соединение для 4 кВт и более поздних версий

 

Технические данные: 

 

 

Изображения продукта:

 

 

 

 

 

 

 

Добро пожаловать на запрос, и мы сделаем все возможное!

 

Похожие товары

Трехфазный синхронный двигатель

Трехфазный синхронный двигатель является уникальным и специализированным двигателем. Как следует из названия, этот двигатель работает с постоянной скоростью от холостого хода до полной нагрузки синхронно с частотой сети. Как и в асинхронных двигателях с короткозамкнутым ротором, скорость синхронного двигателя определяется числом пар полюсов и частотой сети.

Работу типичного трехфазного синхронного двигателя можно резюмировать следующим образом:

• На обмотки статора подается трехфазное переменное напряжение и создается вращающееся магнитное поле.
• На обмотку ротора подается постоянное напряжение, и создается второе магнитное поле.
• Затем ротор действует как магнит и притягивается вращающимся полем статора.
• Это притяжение создает крутящий момент на роторе и заставляет его вращаться с синхронной скоростью вращения поля статора.
• Ротор не требует магнитной индукции от поля статора для своего возбуждения.В результате двигатель имеет нулевое скольжение по сравнению с асинхронным двигателем, которому требуется скольжение для создания крутящего момента.

Синхронные двигатели не запускаются самостоятельно и поэтому требуют метода разгона ротора до скорости, близкой к синхронной, перед подачей питания постоянного тока на ротор. Синхронные двигатели обычно запускаются как обычные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором за счет использования специальных амортизирующих обмоток ротора. Кроме того, существует два основных метода подачи тока возбуждения на ротор.Один из методов заключается в использовании внешнего источника постоянного тока с подачей тока на обмотки через токосъемные кольца. Другой метод заключается в установке возбудителя на общий вал двигателя. Эта компоновка не требует использования контактных колец и щеток.

Отстающий коэффициент мощности электрической системы можно скорректировать путем перевозбуждения ротора синхронного двигателя, работающего в той же системе. Это создаст опережающий коэффициент мощности, компенсирующий отстающий коэффициент мощности индуктивных нагрузок.Поле постоянного тока с недостаточным возбуждением создает отстающий коэффициент мощности и по этой причине используется редко. Когда поле возбуждено нормально, синхронный двигатель будет работать с коэффициентом мощности, равным единице. Трехфазные синхронные двигатели можно использовать для коррекции коэффициента мощности, одновременно выполняя основную функцию, например, работу компрессора. Однако, если механическая выходная мощность не требуется или может быть обеспечена другими экономически эффективными способами, синхронная машина остается полезной в качестве «немоторного» средства управления коэффициентом мощности.Он выполняет ту же работу, что и батарея статических конденсаторов. Такая машина называется синхронным конденсатором или конденсатором.

Трехфазный синхронный двигатель | Строительство | Работа | Методы пуска

В этой статье мы подробно рассмотрели конструкцию трехфазного синхронного двигателя, принцип работы, методы пуска и применение:

Трехфазный синхронный двигатель не имеет пускового момента. Его нужно довести до скорости или как можно ближе к ней каким-то другим способом, чтобы он мог привести себя в синхронизм.

После набора скорости поле ротора можно возбудить постоянным током, после чего ротор, по сути, двигается с той же скоростью, что и трехфазное поле статора. Его скорость синхронизирована со скоростью поля статора. Это принципиально отличается от асинхронного двигателя , в котором вращающееся поле статора давит на индуцированное поле ротора. Это заставляет ротор вращаться, но с некоторым проскальзыванием, тогда как в синхронном двигателе проскальзывания не может быть, а просто «зависание» из-за нагрузки, приложенной к машине.Это показано на Рисунок 1 и показано как угол крутящего момента. Если нагрузка становится слишком большой для синхронного двигателя, он немедленно выходит из синхронизма и останавливается.

Рисунок 1 Относительное положение магнитных полей статора и ротора Индукционный двигатель.

Когда эта обмотка находится под напряжением переменного тока, она создает магнитный поток, который вращается со скоростью, называемой синхронной скоростью. Это та же самая скорость, с которой должна работать синхронная машина, чтобы генерировать напряжение переменного тока на частоте сети.

Скорость вращающегося магнитного поля можно определить по следующей формуле:

Ротор

Несмотря на то, что конструкция аналогична ротору генератора переменного тока, он обычно имеет явно выраженные полюса.При возбуждении постоянным током он создает чередующиеся северный и южный магнитные полюса, которые притягиваются к полюсам, созданным в статоре.

Принцип работы

Синхронный двигатель работает по принципу магнитного притяжения между двумя магнитными полями противоположной полярности; один — это вращающееся магнитное поле статора, а другой — магнитное поле ротора.

Синхронный двигатель имеет крутящий момент только при синхронной скорости, поэтому необходимо предпринять специальные шаги, чтобы разогнать двигатель до скорости и синхронизировать его с источником питания.Затем два магнитных поля вращаются с одинаковой скоростью и фиксируются друг с другом.

Влияние нагрузки на синхронный двигатель

Когда синхронный двигатель работает без нагрузки, взаимное расположение полюсов статора и ротора совпадает (см. Рисунок 1(a) ).

При приложении нагрузки ротор должен продолжать вращаться с синхронной скоростью, но из-за тормозящего действия нагрузки полюс ротора отстает от полюса статора.Их относительное положение смещено на угол a, который называется углом «крутящего момента» или «нагрузки» (см. Рисунок 1(b) ). Чем больше приложенная нагрузка, тем больше угол крутящего момента.

Магнитная связь между каждым полюсом статора и ротора искажается в зависимости от приложенной нагрузки. Если нагрузка на двигатель становится чрезмерной, магнитная муфта разрывается, и ротор замедляется до полной остановки.

Когда двигатель вращается с синхронной скоростью, с фиксированным возбуждением постоянного тока в обмотках ротора, поток ротора разрезает обмотки статора, индуцируя напряжение в каждой фазной обмотке.По закону Ленца это напряжение противодействует приложенному напряжению. Соотношение фаз между этим индуцированным напряжением и приложенным напряжением зависит от относительного положения каждого полюса статора и ротора, которые, в свою очередь, зависят от нагрузки, приложенной к двигателю.

На примере идеального синхронного двигателя без потерь рассмотрим его работу на холостом ходу. Если пренебречь потерями в двигателе, на холостом ходу угол крутящего момента равен нулю, поэтому индуцированное напряжение В _г и приложенное напряжение В равны и противоположны.Результирующее напряжение В _R на обмотках равно нулю, поэтому ток, потребляемый от источника, также равен нулю. Это иллюстрируется векторами на Рисунок 2(a) . Рис. 2 Влияние нагрузки на линейный ток при постоянном возбуждении теперь (180 − α) ^° E не совпадает по фазе с приложенным напряжением В (см. Рисунок 2(b) ).

Сочетание этих двух напряжений создает эффективное напряжение В _R на обмотках статора, достаточное для получения тока I  от источника питания. Из-за относительно высокой индуктивности обмоток статора линейный ток I в каждой обмотке отстает от каждого результирующего напряжения В _R почти на 90°E. Это приводит к тому, что линейный ток I отстает от приложенного напряжения на Φ.

По мере увеличения нагрузки угол крутящего момента увеличивается.Это вызывает увеличение результирующего напряжения В _R на каждой обмотке статора (см. Рисунок 2(c) ). Из-за увеличения значения В _R линейный ток I увеличивается, а фазовый угол Φ между приложенным напряжением В и линейным током I также увеличивается. Следовательно, при фиксированном возбуждении любое увеличение нагрузки на синхронный двигатель вызовет увеличение линейного тока при более низком коэффициенте мощности.

Эффект возбуждения переменного поля

Если нагрузка, приложенная к синхронному двигателю, постоянна, то мощность, подводимая к двигателю, также постоянна. При изменении возбуждения поля ротора изменяется и индуцированное напряжение в каждой обмотке статора.

Векторная диаграмма Рисунок 3(a) на обороте представляет условия для данной нагрузки при коэффициенте мощности, равном единице. Потребляемая мощность на фазу: VI ₁ . Если возбуждение поля ротора уменьшается, индуцированное напряжение В _g уменьшается (см. Рисунок 3(b) ).Это приводит к тому, что линейный ток I ₂ отстает от приложенного напряжения В на Φ ₂ .

Поскольку нагрузка и, следовательно, потребляемая мощность постоянны, компонент мощности I ₂ должен оставаться таким же, как I ₁  в Рисунок 3(a) . Линейный ток I ₂ должен увеличиваться, чтобы компенсировать запаздывающий коэффициент мощности. Следовательно, уменьшение возбуждения поля постоянного тока вызывает увеличение линейного тока и отстающий коэффициент мощности.Рис. 3 Линейный ток I ₃  опередит приложенное напряжение В на Φ ₃ , а также будет больше, чем I ₁  в  Рис. то же самое из-за того, что нагрузка остается постоянной.Следовательно, увеличение возбуждения постоянным током вызывает увеличение линейного тока и опережающего коэффициента мощности.

Видно, что если возбуждение синхронного двигателя на постоянной нагрузке изменяется от низкого до более высокого значения, то:

1. Ток статора постепенно уменьшается, достигает минимума, а затем снова увеличивается

2. Коэффициент мощности, вначале отстающий, постепенно увеличивается, становится единицей при минимальном токе статора, а затем снова уменьшается, но становится опережающим.

Следует соблюдать осторожность при регулировке возбуждения синхронного двигателя. Есть пределы, до которых это можно довести с безопасностью.

Перевозбуждение и недовозбуждение могут привести к нестабильности синхронного двигателя. Как только эти пределы превышены, мощность, вырабатываемая двигателем, снижается, и опасность перегрузки становится неизбежной, поскольку машина превышает свои проектные пределы.

Наиболее очевидная ситуация — это недовозбуждение , когда магнитная связь между вращающимся полем и ротором настолько ослаблена, что нагрузка превышает тяговый момент двигателя, и он выходит из синхронизма.

Перевозбуждение создает ситуацию, когда ток сети и механическая нагрузка превышают номинальную нагрузку машины при полной нагрузке, а магнитная связь становится настолько жесткой, что изменения нагрузки создают чрезмерные механические нагрузки на вал двигателя.

Колебания в синхронных двигателях

Изменение нагрузки синхронного двигателя вызывает изменение значения угла крутящего момента (см. Рисунок 1 ). В общем, инерция ротора препятствует мгновенному переходу к новым условиям, в результате чего ротор смещается за точку равновесия и затем должен корректироваться.

В то время как ротор и вращающееся поле в статоре все еще вращаются с синхронной средней скоростью, изменение нагрузки на ротор вызывает это периодическое колебание вокруг точки равновесия. Эти выбросы или колебания вызывают нежелательные колебания линейного тока двигателя.

Обычный метод демпфирования этих выбросов заключается в использовании демпфирующей обмотки, называемой амортизирующей обмоткой . Он состоит из медных стержней, встроенных в полюсные поверхности ротора и закороченных на каждом конце (см. Рисунок 4).Любые выбросы вызывают индуцированное напряжение в медных стержнях. Это приводит к созданию магнитного поля, противостоящего эффекту помпажа.

Рисунок 4 Явнополюсные с амортизирующими обмотками

Часто закорачивающие стержни растягиваются вокруг ротора, в результате чего ротор с короткозамкнутым ротором наматывается на явно выраженные полюса. Ослабляя любую тенденцию ротора к колебанию, они также могут помочь двигателю запуститься, действуя как секции обмотки с короткозамкнутым ротором.По сути, эта обмотка позволяет запустить двигатель как асинхронный двигатель.

Применение синхронных двигателей

Коррекция коэффициента мощности

Возможность регулирования коэффициента мощности синхронного двигателя во время его работы может быть успешно использована в промышленности как средство коррекции коэффициент мощности нагрузок, питаемых от сети предприятия.

Синхронный двигатель может работать без нагрузки, но чаще он используется для привода какого-либо оборудования, необходимого для работы установки; например, воздушные или гидравлические компрессоры, высокочастотные генераторы переменного тока, большие вентиляторы и воздуходувки или системы подачи воды под высоким давлением.

Дополнительным преимуществом может быть экономический стимул, предлагаемый распределительными организациями для обеспечения определенного минимального значения коэффициента мощности в установке. Например, плата за кВтч может быть снижена, если коэффициент мощности не опустится ниже 0,75 или аналогичного рис. . Там, где распределяется большое количество энергии и требуется коррекция коэффициента мощности, специально разработанные синхронные двигатели работают без какой-либо подключенной нагрузки. В этих условиях синхронный двигатель с перевозбуждением называется «синхронным конденсатором» или «конденсатором».

Контроль напряжения

Важным применением является контроль напряжения для линий электропередачи . Синхронные двигатели устанавливаются в подходящих местах на линии, и их возбуждение регулируется по желанию, чтобы заставить их потреблять отстающие или опережающие токи для повышения или понижения напряжения. При установке синхронных двигателей в этих условиях наблюдается большая стабильность напряжения на линии передачи.

Низкоскоростные приводы

Синхронный двигатель имеет хороший КПД, и при низких скоростях его высокая начальная стоимость адекватно компенсируется сравнительно более низкими эксплуатационными расходами.При низких скоростях асинхронный двигатель имеет падающий КПД, тогда как синхронный двигатель сохраняет свой высокий КПД.

Дробильные головки для горных пород и руды

Для этого применения требуется дробильная головка, которая движется очень медленно и имеет очень тяжелый вращающийся маховик для обеспечения кинетической энергии, когда на дробильную головку воздействуют внезапные ударные нагрузки.

Методы пуска синхронных двигателей

Вспомогательные двигатели

Некоторые синхронные двигатели оснащены специальным двигателем, предназначенным для использования только в период пуска.Вспомогательный двигатель разгоняет синхронный двигатель до скорости, на которой он сначала синхронизируется, а затем подключается к источнику питания. Это дорогостоящий метод, особенно если требуются высокие пусковые моменты.

Пуск асинхронного двигателя

В этом методе на обмотки статора подается пониженное линейное напряжение, а обмотка постоянного тока на роторе замыкается накоротко. С помощью амортизирующих обмоток вся машина ведет себя как асинхронный двигатель, разгоняясь до скорости немного ниже синхронной.

В нужный момент короткое замыкание устраняется из обмотки ротора, на обмотку ротора подается постоянный ток, а на обмотку статора подается полное линейное напряжение. Поскольку скорость лишь немного меньше синхронной скорости, поле ротора может синхронизироваться с полем статора и ускоряться до синхронизма.

Разница между синхронным двигателем и асинхронным двигателем

Электродвигатели переменного тока можно разделить на две основные категории: (i) Синхронный двигатель и (ii) Асинхронный двигатель .Асинхронный двигатель обычно называют асинхронным двигателем. Оба типа сильно отличаются друг от друга. Основные различия между синхронным двигателем и асинхронным двигателем обсуждаются ниже.

Конструктивное отличие

• Синхронный двигатель : Статор имеет осевые пазы, которые состоят из обмотки статора, намотанной на определенное количество полюсов. Как правило, используется ротор с явно выраженными полюсами, на котором установлена ​​обмотка ротора. Обмотка ротора питается от источника постоянного тока с помощью контактных колец.Можно также использовать ротор с постоянными магнитами.
  

  Синхронный двигатель

• Асинхронный двигатель : Обмотка статора аналогична обмотке синхронного двигателя. Наматывается на определенное количество полюсов. Можно использовать ротор с короткозамкнутым ротором или ротор с обмоткой. В роторе с короткозамкнутым ротором стержни ротора постоянно замкнуты накоротко концевыми кольцами. В фазном роторе обмотки также постоянно закорочены, поэтому контактные кольца не требуются.
  

  Асинхронный двигатель

Разница в работе

• Синхронный двигатель : Полюса статора вращаются с синхронной скоростью (Ns) при трехфазном питании. Ротор питается от источника постоянного тока. Ротор должен вращаться со скоростью, близкой к синхронной скорости во время запуска. В этом случае полюса ротора магнитно соединяются с вращающимися полюсами статора, и, таким образом, ротор начинает вращаться с синхронной скоростью.
• Синхронный двигатель всегда работает со скоростью, равной его синхронной скорости.
  , т. е. фактическая скорость = синхронная скорость
  или  N = Ns = 120f/P
• Узнайте больше о работе синхронного двигателя здесь.
• Асинхронный двигатель : когда статор питается от двух- или трехфазного переменного тока, создается вращающееся магнитное поле (RMF). Относительная скорость между вращающимся магнитным полем статора и ротором вызовет индуцированный ток в проводниках ротора.Ток ротора вызывает поток ротора. Согласно закону Ленца, направление этого индуцированного тока таково, что он будет иметь тенденцию противодействовать причине его возникновения, то есть относительной скорости между RMF статора и ротора. Таким образом, ротор будет пытаться догнать RMF и снизить относительную скорость.

Прочие отличия

• Синхронным двигателям требуется дополнительный источник постоянного тока для питания обмотки ротора. Асинхронные двигатели не требуют дополнительного источника питания.
• Контактные кольца и щетки требуются в синхронных двигателях, но не в асинхронных двигателях (за исключением асинхронных двигателей с обмоткой, в которых двигатели с контактными кольцами используются для добавления внешнего сопротивления к обмотке ротора).
• Синхронным двигателям требуется дополнительный пусковой механизм для первоначального вращения ротора, близкого к синхронной скорости. В асинхронных двигателях пусковой механизм не требуется.
• Коэффициент мощности синхронного двигателя можно отрегулировать с отставанием, единицей или опережением путем изменения возбуждения, тогда как асинхронный двигатель всегда работает с отстающим коэффициентом мощности.
• Синхронные двигатели, как правило, более эффективны, чем асинхронные двигатели.
• Синхронные двигатели дороже.

типов синхронных двигателей: полное описание

Добро пожаловать в блог Linquip. Сегодня и в этой статье мы рассмотрим типы синхронных двигателей. Как вы, возможно, знаете, обычно в электротехнике могут быть два основных типа наиболее часто используемых двигателей. Электрическая система может извлечь выгоду из одного из этих электродвигателей.Первый называется синхронным двигателем, а второй называется асинхронным двигателем. Мы объясним различия между этими двумя электродвигателями позже и в другой статье. Здесь мы только собираемся обсудить типы синхронных двигателей и рассказать об их особенностях.

Чтобы получить представление о том, с чем вы столкнетесь в этой статье, мы должны сказать, что для тех, кто не знаком с синхронным двигателем, мы подготовили простое определение того, что это такое и как это работает, очень кратко и кратко.В 3-м разделе этой статьи мы подробно расскажем о различных типах синхронных двигателей и о том, чем они отличаются по конструкции и работе.

Наша команда собрала всю необходимую информацию по этой теме, чтобы избавиться от необходимости читать разнообразный контент на других сайтах. Оставайтесь с нами до конца, чтобы найти ответ на свой вопрос по этой теме. Нам предстоит долгий путь, так что сделайте глубокий вдох, откиньтесь на спинку кресла и продолжайте читать эту статью до конца.

Что такое синхронный двигатель?

Электрические двигатели представляют собой электромеханические устройства, преобразующие электрическую энергию в механическую.В зависимости от типа ввода они подразделяются на однофазные и трехфазные. Наиболее распространенными типами трехфазных двигателей являются синхронные двигатели и асинхронные двигатели. Когда трехфазные электрические проводники размещаются в определенных геометрических положениях, то есть под определенным углом друг к другу, создается электрическое поле. Вращающееся магнитное поле вращается с определенной скоростью, известной как синхронная скорость.

Если в этом вращающемся магнитном поле присутствует электромагнит, то электромагнит магнитно блокируется этим вращающимся магнитным полем и вращается с той же скоростью, что и вращающееся поле.Вот почему мы называем этот тип двигателей синхронными двигателями, поскольку скорость ротора двигателя такая же, как и вращающееся магнитное поле.

Узнайте больше о синхронных двигателях Linquip

: определение, принцип работы, типы и области применения

Общая конструкция синхронных двигателей

В предыдущем разделе мы говорили о том, что такое синхронный двигатель и почему он называется синхронным. Фактически, это было введение для тех, кто не знаком с синхронными двигателями.В этом разделе мы кратко обсудим общую структуру синхронных двигателей, а после этого раздела мы перейдем к основной истории, то есть к типам синхронных двигателей.

Статор и ротор являются двумя основными частями синхронного двигателя. Статор становится неподвижным, и он несет якорную обмотку двигателя. Обмотка якоря является основной обмоткой, из-за которой в двигателе индуцируется ЭДС. Вращатель несет обмотки возбуждения, и в роторе индуцируется основной поток поля.Ротор сконструирован двумя способами: ротор с явно выраженными полюсами и ротор с неявнополюсными полюсами.

В синхронном двигателе используется явнополюсный ротор. Слово явное означает, что полюса ротора направлены к обмоткам якоря. Ротор синхронного двигателя выполнен с пластинами из стали. Но почему в роторе используются пластины из стали? Пластины уменьшают потери на вихревые токи, возникающие в обмотке трансформатора. Явнополюсный ротор в основном используется для проектирования средне- и низкоскоростных двигателей.Для получения высокоскоростного цилиндрического ротора в двигателе используется.

Типы синхронных двигателей

Что ж, теперь, когда у всех нас есть хорошее представление о синхронных двигателях, лучше без промедления перейти к сути дела. Синхронные двигатели можно разделить на два типа в зависимости от того, как намагничивается ротор.

1. Синхронные двигатели без возбуждения
2. Синхронные двигатели постоянного тока с возбуждением.

Сначала мы будем иметь дело с синхронными двигателями без возбуждения, их подмножествами и различными конструкциями, а затем мы будем иметь дело с синхронными двигателями с возбуждением постоянного тока (DC).

1) Синхронный двигатель без возбуждения

В этом типе ротор изготовлен из стали с высоким удерживающим свойством, например из кобальтовой стали. На синхронной скорости он вращается с вращающимся магнитным полем статора, поэтому через него проходит почти постоянное магнитное поле. Из-за взаимодействия поля статора с ротором он становится электромагнитом и имеет северный и южный полюса, которые взаимодействуют с полюсами поля статора, таким образом, ротор движется.

Этот тип синхронного двигателя делится на три категории и доступен в трех исполнениях, каждый из которых имеет уникальные характеристики:

1. Гистерезисные синхронные двигатели
2. Реактивные синхронные двигатели
3. Синхронные двигатели с постоянными магнитами

A) Гистерезисные синхронные двигатели Двигатели

Гистерезисные двигатели представляют собой однофазные двигатели с ротором из ферромагнитного материала.Роторы обладают высокими потерями на гистерезис. Они состоят из хрома, кобальтовой стали или альнико. Они самозапускающиеся и не нуждаются в дополнительной обмотке. У этого есть широкая петля гистерезиса, означающая, что когда он намагничивается в заданном направлении; для обращения намагниченности требуется большое обратное магнитное поле.

B) Синхронные двигатели с реактивным сопротивлением

Вторая конструкция синхронных двигателей без возбуждения представляет собой сопротивление, которое всегда минимально, когда кусок железа вращается, чтобы завершить путь магнитного потока.Сопротивление увеличивается с увеличением угла между ними, когда полюса выровнены с магнитным полем статора. Это создаст крутящий момент, притягивающий ротор к полюсу рядом с полем статора. Полюса ротора обычно имеют встроенную обмотку с короткозамкнутым ротором, чтобы обеспечить крутящий момент ниже синхронной скорости для запуска двигателя.

C) Синхронные двигатели с постоянными магнитами

В двигателе с постоянными магнитами используются постоянные магниты в стальном роторе для создания постоянного магнитного потока.Ротор блокируется, когда скорость близка к синхронной скорости. Статор имеет обмотку, которая подключена к источнику переменного тока для создания вращающегося магнитного поля. Двигатели с постоянными магнитами аналогичны бесщеточным двигателям постоянного тока.

2) Синхронный двигатель постоянного тока с возбуждением

Синхронный двигатель с возбуждением постоянным током требует источника постоянного тока для ротора, чтобы генерировать магнитное поле. Он имеет как обмотку статора, так и обмотку ротора. Постоянный ток может подаваться от отдельного источника постоянного тока или от генератора постоянного тока, подключенного к валу двигателя.

Заключение

В этой статье мы предоставили всю необходимую информацию о различных типах синхронных двигателей. мы привели основное определение того, что такое синхронный двигатель, а затем перешли к конструкции и внедрению компонентов. В заключительном разделе мы рассказали о разных типах и конструкциях синхронных двигателей. Мы подробно рассказали о каждом виде и объяснили особенности.

Если у вас есть опыт использования каких-либо типов синхронных двигателей и вы знаете о них больше, мы будем очень рады вашим отзывам в комментариях на нашем сайте Linquip.Более того, если у вас есть какие-либо вопросы по этой теме, вы можете зарегистрироваться на нашем сайте и дождаться ответа наших специалистов на ваши вопросы. Надеюсь, вам понравилось читать эту статью.

Что такое синхронный двигатель? — Определение, конструкция, работа и ее особенности

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

Конструкция синхронного двигателя

Статор и ротор являются двумя основными частями синхронного двигателя. Статор становится неподвижным, и он несет якорную обмотку двигателя. Обмотка якоря является основной обмоткой, из-за которой в двигателе индуцируется ЭДС . Вращатель несет обмотки возбуждения. Основной поток поля наводится в роторе. Ротор выполнен двумя способами, т.е.е., ротор с явно выраженными полюсами и ротор с неявнополюсными полюсами.

В синхронном двигателе используется явнополюсный ротор. Слово явно выраженное означает полюса ротора, направленные к обмоткам якоря . Ротор синхронного двигателя выполнен с пластинами из стали. Пластины уменьшают потери на вихревые токи, возникающие в обмотке трансформатора. Явнополюсный ротор в основном используется для проектирования средне- и низкоскоростных двигателей. Для получения высокоскоростного цилиндрического ротора в двигателе используется.

Синхронный двигатель в рабочем состоянии

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

Статор и ротор возбуждаются отдельно. Возбуждение — это процесс наведения магнитного поля на части двигателя с помощью электрического тока.

Когда на статор подается трехфазное питание, между зазором статора и ротора возникает вращающееся магнитное поле. Поле с движущимися полярностями известно как вращающееся магнитное поле. Вращающееся магнитное поле возникает только в многофазной системе. Из-за вращающегося магнитного поля на статоре развиваются северный и южный полюса.

Ротор возбуждается от источника постоянного тока. Источник постоянного тока индуцирует северный и южный полюса ротора. Поскольку источник постоянного тока остается постоянным, поток, индуцируемый на роторе, остается прежним. Таким образом, поток имеет фиксированную полярность. Северный полюс развивается на одном конце ротора, а южный полюс развивается на другом конце.

Переменный ток синусоидальный. Полярность волны меняется в каждом полупериоде, т. е. волна остается положительной в первом полупериоде и становится отрицательной во втором полупериоде. Положительный и отрицательный полупериод волны развивает северный и южный полюсы на статоре соответственно.

Когда ротор и статор имеют один и тот же полюс на одной стороне, они отталкиваются друг от друга. Если у них противоположные полюса, они притягиваются друг к другу. Это легко понять с помощью рисунка, показанного ниже: Ротор притягивается к полюсу статора в течение первого полупериода питания и отталкивается во время второго полупериода.Таким образом, ротор становится пульсирующим только в одном месте. Это причина, по которой синхронный двигатель не запускается самостоятельно.

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

Когда ротор начинает вращаться с синхронной скоростью, первичный двигатель отключается от двигателя.А на ротор подается питание постоянным током из-за чего на их концах развивается северный и южный полюс

Северный и южный полюса ротора и статора сцеплены друг с другом. Таким образом, ротор начинает вращаться со скоростью вращающегося магнитного поля. И двигатель работает на синхронной скорости. Скорость двигателя можно изменить только путем изменения частоты питания.

Основные характеристики синхронного двигателя

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

Синхронный двигатель также может быть запущен с помощью демпферных обмоток.

Что такое трехфазный синхронный двигатель

Трехфазный синхронный двигатель является уникальным и специализированным двигателем.Как следует из названия, этот двигатель работает с постоянной скоростью от холостого хода до полной нагрузки синхронно с частотой сети. Это притяжение создает крутящий момент на роторе и заставляет его вращаться с синхронной скоростью вращения поля статора.

Как работает трехфазный синхронный двигатель?

Работа синхронных двигателей зависит от взаимодействия магнитного поля статора с магнитным полем ротора. Статор содержит 3-фазные обмотки и питается от 3-фазной сети.Ротор входит во вращающееся магнитное поле, создаваемое обмоткой статора, и вращается синхронно.

Почему мы используем трехфазный синхронный двигатель?

Трехфазные синхронные двигатели находят свое основное применение в промышленных условиях, где существует большая, достаточно постоянная механическая нагрузка, обычно превышающая 300 киловатт, и где важна способность работать с опережающим коэффициентом мощности.

Что такое трехфазная синхронная машина?

Синхронный двигатель — это двигатель, в котором ротор обычно вращается с той же скоростью, что и вращающееся поле в машине.Статор подобен асинхронной машине и состоит из цилиндрического железного каркаса с обмотками, обычно трехфазными, расположенными в пазах по внутренней периферии.

Что такое трехфазный синхронный двигатель, который всегда будет работать на синхронной скорости?

В синхронном двигателе, когда 3-фазный источник переменного тока подается на статор, он создает вращающееся магнитное поле, которое вращается со скоростью Ns = 120f/p об/мин, а на роторе у нас уже есть полюса, индуцированные из-за обмотки возбуждения, которая находится под напряжением. Источник постоянного тока, теперь RMF блокирует эти полюса, наведенные на роторе, и делает ротор.

Почему синхронные двигатели не запускаются самостоятельно?

Синхронные двигатели, размер которых превышает определенный, не являются самозапускающимися двигателями. Это свойство обусловлено инерцией ротора; он не может мгновенно следовать за вращением магнитного поля статора. Как только ротор приближается к синхронной скорости, обмотка возбуждения возбуждается, и двигатель синхронизируется.

Как запускается синхронный двигатель 3 φ?

Трехфазный синхронный двигатель не имеет пускового момента.Набрав скорость, поле ротора можно возбудить постоянным током, и ротор, по сути, затем перетаскивается с той же скоростью, что и трехфазное поле статора. Его скорость синхронизирована со скоростью поля статора.

Почему скорость синхронного двигателя постоянна?

При подаче питания 60 Гц (или 50 Гц) двигатель будет вращаться с одной скоростью, которая зависит от количества полюсов. Эта скорость вращения будет постоянной при различных механических нагрузках, вплоть до отказа двигателя (или муфты), следовательно, это двигатель с «постоянной скоростью».

Трехфазный асинхронный двигатель запускается самостоятельно?

Трехфазный асинхронный двигатель является самозапускающимся, так как смещение обмотки составляет 120 градусов для каждой фазы, а питание также имеет фазовый сдвиг 120 для 3-фазного. В результате в воздушном зазоре создается однонаправленное вращающееся магнитное поле, которое вызывает самозапуск трехфазного асинхронного двигателя.

Почему машина называется синхронной?

Синхронный генератор называется «синхронным», потому что форма волны генерируемого напряжения синхронизирована с вращением генератора.Синхронный генератор — это, по сути, такая же машина, как и синхронный двигатель. Магнитное поле ротора создается постоянным током или постоянными магнитами.

Что понимается под синхронной скоростью?

: определенная скорость для машины переменного тока, которая зависит от частоты цепи питания, поскольку вращающийся элемент проходит одну пару полюсов при каждом изменении переменного тока.

Является ли синхронная машина переменным или постоянным током?

В синхронном двигателе мощность переменного тока подается на статор для создания вращающегося магнитного поля.Мощность постоянного тока подается на ротор, что приводит к дискретным северному (N) и южному (S) полюсам.

Как рассчитать синхронную скорость?

Синхронная скорость двигателя переменного тока определяется частотой источника и количеством полюсов. Число оборотов в минуту рассчитывается путем умножения частоты на 60 и деления на количество пар полюсов. Это было объяснено в главе 6.

Какой синхронный двигатель будет наименьшим по размеру?

Какой синхронный двигатель будет наименьшим по размеру? (D) 10 л.с., 375 об/мин.Пояснение: Q15.

Как синхронный двигатель может запускаться самостоятельно?

Ответ: Синхронный двигатель сам по себе не имеет возможности самозапуска. Однако добавление дополнительной обмотки, известной как демпферная обмотка (аналогично двигателю с короткозамкнутым ротором), позволяет ему запускаться самостоятельно. Эта демпферная обмотка связана с ротором и работает по принципу асинхронного двигателя.

Как узнать, синхронный двигатель или асинхронный?

, если скольжение двигателя равно нулю или ротор имеет ту же скорость вращения, что и поле вращения статора, двигатель называется синхронным двигателем переменного тока.если двигатель переменного тока имеет скольжение или существует разница между скоростью вращения поля статора и ротора, двигатель называется асинхронным двигателем.

В чем главный недостаток синхронных двигателей?

Недостатки или недостатки: Синхронные двигатели требуют возбуждения постоянного тока, которое должно подаваться от внешних источников. Синхронные двигатели по своей природе не являются самозапускающимися двигателями, и для их запуска и синхронизации требуется определенное устройство. Стоимость выходной мощности кВт обычно выше, чем у асинхронных двигателей.

Какие 3 вещи необходимы для работы асинхронного двигателя?

Трехфазный асинхронный двигатель состоит из двух основных компонентов, а именно статора и ротора. В этом двигателе неподвижной частью является статор, а вращающейся частью — ротор. В этом двигателе нагрузка подключена к валу. Поверх статора может быть намотана трехфазная обмотка якоря.

Какие двигатели не запускаются самостоятельно?

Синхронные двигатели, размер которых превышает определенный, не являются самозапускающимися двигателями.Это свойство обусловлено инерцией ротора; он не может мгновенно следовать за вращением магнитного поля статора.

Асинхронный двигатель запускается самостоятельно?

Ротор с током, помещенный в магнитное поле, испытывает крутящий момент и, следовательно, начинает вращаться в направлении вращающегося магнитного поля. Таким образом, мы видим, что асинхронный двигатель запускается самостоятельно. Для вращения не требуется никаких внешних средств.

Каков принцип работы синхронного генератора?

Принцип действия синхронного генератора — электромагнитная индукция.Если существует относительное движение между потоком и проводниками, то в проводниках индуцируется ЭДС.

Синхронные двигатели Alstom

Электрические машины — Вопросы и ответы
Информация предоставлена ​​ALSTOM.

СИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ

1. Что такое трехфазные синхронные двигатели?

Двигатели средней и большой мощности, в которых ротор, разогнанный до скорости, приводится в движение синхронно с вращающееся поле и поэтому работает с постоянной синхронной скоростью.Есть два основных типа — явнополюсные синхронные и синхронно-индукционные. Обычно оба типа имеют обмотку статора, аналогичную обмотке асинхронного двигателя. Обмотка при подключении к питанию развивает вращающееся поле, но после запуск вместо того, чтобы использовать его для создания ЭДС. в проводниках ротора крутящий момент получается путем введения магнитных полей фиксированной полярности в ротор для работы в сочетании с током в сталере.

Обычно синхронные двигатели запускаются как асинхронные двигатели и при достижении полной скорости асинхронного двигателя преобразуются в синхронный режим путем подачи постоянного тока в обмотки ротора.Затем ротор входит в синхронизм с вращающееся поле статора.

2. Как работает ротор явнополюсного синхронного двигателя?

Ротор имеет явно выраженные полюса, аналогичные по конструкции ротору генератора переменного тока.

Обычно запускается как короткозамкнутый двигатель с помощью медные стержни, встроенные в поверхности полюсов, стержни соединены вместе концевыми кольцами, образуя обмотку с короткозамкнутым ротором. После разгона до полной скорости асинхронного двигателя ротор втягивается в синхронизм под действием постоянного тока, протекающего в катушках вращающегося поля и полученного из Возбудитель постоянного тока.

Меньший пусковой ток для заданного крутящего момента достигается за счет использования изолированной трехфазной обмотки, расположенной в полюсные поверхности, вместо использования простой короткозамкнутой клетки, обмотка подключается через токосъемные кольца к внешнему сопротивлению. Сопротивление изменяется в течение пускового периода, как и в асинхронном двигателе с контактными кольцами.

3. Как устроен ротор синхронного асинхронного двигателя?

Ротор очень похож на ротор асинхронного двигателя с контактными кольцами и запускается с помощью пускателя сопротивления ротора так же, как асинхронный двигатель с контактными кольцами. мотор.Низкое напряжение Синхронные асинхронные двигатели могут иметь «перевернутую» конструкцию с первичной обмоткой на роторе и вторичной обмоткой на роторе. статор.

4. Каковы области применения синхронных двигателей?

Возбуждение постоянного тока ротора может быть увеличено до такой степени, что оно берет на себя функцию намагничивания статора. В этом случае коэффициент мощности статора увеличен до единицы, так что от источника питания к двигателю не течет безваттный запаздывающий ток.По нарастанию возбуждения ток выше этой точки, ток статора можно сделать опережающим, и этот опережающий ток можно использовать для намагничивания любых других подключенных двигателей. к поставке на заводе, тем самым дополнительно улучшая общий коэффициент мощности системы.

Таким образом, синхронный двигатель служит двойной цели: обеспечить привод с постоянной скоростью для крупного механизма, который должен работать непрерывно и в одно и то же время. время работы при единичном коэффициенте мощности или любом желаемом ведущем коэффициенте мощности, чтобы скорректировать низкий коэффициент мощности в остальной части установки.

Синхронные двигатели обычно подходят только для одного определенного направления вращения.

Синхронный асинхронный двигатель обеспечивает лучшие пусковые характеристики, но явнополюсный двигатель с короткозамкнутым ротором предпочтительнее, когда позволяют пусковые характеристики, потому что это дает примерно на 1,5 процента более высокий КПД.

5. Какой механизм управления необходим для синхронных двигателей?

Аппаратура возбуждения постоянного тока состоит из переключателя возбуждения с разрядным сопротивлением и реостата возбуждения возбуждения.

Оборудование переменного тока будет зависеть от используемого типа запуска.

Если запустить асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, демпфирующая обмотка в полюсе стороны действуют как вторичная обмотка асинхронного двигателя, в то время как обмотки возбуждения обычно подключаются к разрядному сопротивлению.

Обычно используется прямой пуск от сети, автотрансформатор или первичное сопротивление или считыватель, в зависимости от разрешенного пускового тока или требуемого крутящего момента. Двигатель разгоняется до скорости чуть ниже синхронизма, после чего возбуждение можно отрегулировать для получения требуемого коэффициента мощности.

Доступны автоматические установки, включающие запуск, синхронизацию и, возможно, централизованное управление коэффициентом мощности. Однако большинство оборудования для синхронных двигателей состоит из отдельных узлов, таких как масляный выключатель статора, автотрансформатор или реактор с соответствующими выключателями, если это необходимо для запуска, и панель возбуждения, включающая измеритель коэффициента мощности и амперметр.

Если машина запускается как двигатель с контактными кольцами, вторичная обмотка в полюсе ротора грани могут быть соединены с контактными кольцами; как вариант, обмотка возбуждения может быть распределенного типа, который также служит обмоткой двигателя для запуска.