Et trekk ved synkrone elektriske motorer er at den magnetiske fluksen og rotoren har samme rotasjonshastighet. Av denne grunn endrer ikke rotoren til en elektrisk motor hastigheten når belastningen øker. Det er en vikling på rotoren som lager et magnetfelt.
Noen ganger brukes kraftige permanentmagneter. Vanligvis i synkronmaskiner er det like mange viklinger på rotoren som det er på statoren. Så det viser seg å utjevne rotasjonshastigheten til den magnetiske fluksen og rotoren. Lasten som er koblet til motoren påvirker ikke hastigheten i det hele tatt.
Elektrisk motordesign
Enheten til en synkronmotor består av følgende elementer:
- Den faste delen er statoren som viklingene er plassert på.
- Mobil rotor, noen ganger k alt induktor eller armatur.
- Front- og bakdeksel.
- Rotormonterte lagre.
Det er ledig plass mellom armatur og stator. Viklinger legges i sporene, de er koblet innstjerne. Så snart spenning påføres motoren, begynner strømmen å strømme gjennom ankerviklingen. Et magnetisk felt dannes rundt induktoren. Men statoren er også aktivert. Og det er her den magnetiske fluksen kommer inn. Disse feltene er forskjøvet fra hverandre.
Hvordan en synkronmotor fungerer
I synkrone maskiner er elektromagnetene på statoren poler, siden de opererer på likestrøm. Tot alt er det to skjemaer som statorviklingene kobles sammen med:
- Salifole.
- Implisitt pol.
For å redusere den magnetiske motstanden og optimere forholdene for passasje av feltet, brukes kjerner laget av ferromagneter. De er tilgjengelige i både statoren og rotoren.
De er laget av spesielle kvaliteter av elektrisk stål, som inneholder en enorm mengde av et slikt element som silisium. Med dette er det mulig å redusere virvelstrømmen betydelig, samt øke den elektriske motstanden til metallet.
Driften til synkrone elektriske motorer er basert på samspillet mellom stator- og rotorpolene. Ved start akselererer den til strømmens hastighet. Det er under slike forhold at den elektriske motoren fungerer i synkron modus.
Startmetode med elektrisk hjelpemotor
Tidligere ble det brukt spesielle startmotorer, som ble koblet til motoren ved hjelp av mekaniske innretninger (remdrift, kjede osv.). Under oppstart begynte rotoren å rotere og akselererte gradvis,nådde den synkrone hastigheten. Etter det begynte selve motoren å fungere. Dette er nøyaktig driftsprinsippet for en synkronmotor, uavhengig av design og produsent.
En forutsetning er at startmotoren må ha en effekt på ca. 15 % av den akselererte motoren. Denne kraften er ganske nok til å starte enhver synkronmotor, selv om en liten belastning er koblet til den. Denne metoden er ganske komplisert, og kostnadene for hele utstyret øker kraftig.
Moderne lanseringsmetode
Moderne design av synkronmotorer er ikke utstyrt med slike overklokkingskretser. Et annet triggersystem brukes. Omtrent på denne måten slås synkronmaskinen på:
- Ved hjelp av en reostat lukkes rotorviklingene. Som et resultat blir ankeret kortsluttet, som på enkle induksjonsmotorer.
- Rotoren har også en squirrel-cage-vikling som er beroligende og hindrer ankeret i å svinge under synkronisering.
- Så snart ankeret når sin minste rotasjonshastighet, kobles likestrøm til viklingene.
- Hvis permanentmagneter brukes, må eksterne startmotorer brukes.
Det er kryogene synkrone elektriske motorer som bruker en omvendt type design. Eksitasjonsviklingene er laget avsuperledende materialer.
Fordeler med synkrone maskiner
Asynkrone og synkrone motorer har svært like design, men det er fortsatt forskjeller. I sistnevnte er det en klar fordel ved at eksitasjonen skjer fra en likestrømskilde. I dette tilfellet kan motoren operere med en svært høy effektfaktor. Det er også andre fordeler med synkronmotorer:
- De jobber med høy hastighet. Dette lar deg redusere strømforbruket, og reduserer også strømtap betydelig. Effektiviteten til en synkronmaskin vil være mye høyere enn for en asynkronmotor med samme kraft.
- Moment avhenger direkte av spenningen i strømnettet. Selv om spenningen i nettet synker, forblir strømmen.
Men likevel, asynkrone maskiner brukes mye oftere enn synkrone. Faktum er at de har stor pålitelighet, enkel design, krever ikke ekstra vedlikehold.
Ulemper med synkronmotorer
Det viser seg at synkronmaskiner har mye flere ulemper. Her er bare de viktigste:
- Kretsen til en synkronmotor er ganske kompleks, den består av et stort antall elementer. Det er av denne grunn at kostnadene for enheten er svært høye.
- Sørg for å bruke en konstant kilde for å drive induktorenstrøm. Dette kompliserer hele konstruksjonen betydelig.
- Prosedyren for å starte en elektrisk motor er ganske komplisert enn for asynkrone maskiner.
- Det er mulig å justere rotorhastigheten kun ved å bruke frekvensomformere.
Generelt sett er fordelene betydelig større enn ulempene med synkronmotorer. Av denne grunn brukes de veldig ofte der det er nødvendig å gjennomføre en kontinuerlig kontinuerlig produksjonsprosess, hvor det ikke er nødvendig å stoppe og starte utstyret ofte. Synkronmaskiner finnes i møller, knusere, pumper, kompressorer. De slår seg sjelden av, de jobber nesten konstant. Gjennom bruk av slike motorer kan betydelige energibesparelser oppnås.
