V električnih sistemih uporabljamo bodisi v industriji, elektrarne ali zaradi domačih potreb so motorji in generatorji postali običajna stvar. S povpraševanjem po visoko energetsko učinkovitih sistemih, ki manj porabljajo energije, se vidi izum novih modelov teh električnih naprav. Osnovni računski faktor za zanesljivo delovanje motorjev in generatorjev je Faktor moči . To je razmerje med uporabljeno močjo in zahtevano močjo. Običajno se celotna poraba energije v panogah in tovarnah izračuna na podlagi faktorja moči. Torej je treba faktor moči vedno vzdrževati na enotnosti. Toda zaradi naraščanja jalove moči v teh napravah se faktor moči zmanjša. Za ohranitev faktorja moči na enoti so uvedene številne metode. Koncept sinhronega motorja je eden izmed njih.
Kaj je sinhroni motor?
Opredelitev sinhronega motorja navaja, da 'An AC motor pri katerem je v stabilnem stanju vrtenje gredi sinhronizirano s frekvenco uporabljenega toka '. Sinhronski motor deluje kot izmenični motor, toda tukaj je skupno število vrtenj, ki jih naredi gred, enako celoštevilnemu večkratniku frekvence uporabljenega toka.
Sinhroni motor
Sinhroni motor se pri delovanju ne zanaša na indukcijski tok. V teh motorjih so za razliko od asinhronskih motorjev prisotni večfazni izmenični elektromagneti Država r , ki ustvarja vrtljivo magnetno polje. Tu je rotor iz trajnega magneta, ki se sinhronizira z vrtljivim magnetnim poljem in vrti sinhrono s frekvenco toka, ki se nanj nanaša.
Oblikovanje sinhronega motorja
Stator in rotor sta glavne komponente sinhronega motorja. Tu ima okvir statorja ovojno ploščo, na katero so pritrjene ključe in obodna rebra. Noge in nosilci okvirja se uporabljajo za podporo stroja. Za vzbujanje navitij polja z enosmernim tokom se uporabljajo drsni obroči in ščetke.
Za 6-polno uporabo se uporabljajo cilindrični in okrogli rotorji. Izstopajoči rotorji se uporabljajo, kadar je potrebna večja količina polov. Konstrukcija sinhronega motorja in sinhronega alternatorja je podobna.
Načelo sinhronega delovanja motorja
Delovanje sinhronih motorjev je odvisno od interakcije magnetnega polja statorja z magnetnim poljem rotorja. Stator vsebuje 3-fazne navitje in ima 3-fazno napajanje. Tako statorsko navitje tvori 3-fazno vrtljivo magnetno polje. Dovod enosmernega toka je namenjen rotorju.
Rotor vstopi v vrtljivo magnetno polje, ki ga tvori navitje statorja, in se sinhronizirano vrti. Zdaj pa hitrost motorja odvisno od frekvence dovedenega toka.
Hitrost sinhronega motorja nadzoruje frekvenca uporabljenega toka. Hitrost sinhronega motorja lahko izračunamo kot
Ns = 60f / P = 120f / str
kjer je f = frekvenca izmeničnega toka (Hz)
p = skupno število polov na fazo
P = skupno število parov polov na fazo.
Če je obremenitev večja od obremenitve, se motor sinhronizira. 3-fazno navitje statorja daje prednost določanja smeri vrtenja. V primeru enofaznega navitja smeri vrtenja ni mogoče izpeljati in motor se lahko zažene v katero koli smer. Za nadzor smeri vrtenja v teh sinhronih motorjih so potrebni zagonski mehanizmi.
Začetne metode sinhronega motorja
Vztrajnostni moment rotorja ustavi velike sinhrone motorje, da se ne zaženejo. Zaradi te vztrajnosti rotorja ni mogoče, da bi se rotor sinhroniziral s statorjevim magnetnim poljem že v sami moči. Torej je potreben dodaten mehanizem, ki bo pomagal sinhronizirati rotor.
Indukcijsko navitje je vključeno v velike motorje, ki ustvarjajo dovolj navora, potrebnega za pospeševanje. Za pospeševanje neobremenjenega stroja se pri zelo velikih motorjih uporablja poni motor. Spreminjanje trenutne frekvence statorja lahko elektronsko vodeni motorji pospešijo tudi z ničelne hitrosti.
Pri zelo majhnih motorjih, ko sta moment vztrajnosti rotorja in mehanska obremenitev zaželeno majhna, se lahko zaženejo brez zagonskih metod.
Vrste sinhronega motorja
Glede na način magnetizacije rotorja obstajata dve vrsti sinhronih motorjev -
- Ne navdušen.
- Enosmerni tok Vznemirjen.
Nenavdušeni motor
V teh motorjih rotor magnetizira zunanje statorsko polje. Rotor vsebuje konstantno magnetno polje. Za izdelavo rotorja se uporablja visoko zadrževalno jeklo, kot je kobaltovo jeklo. Ti so razvrščeni kot motorji s trajnimi magneti, nenaklonjenostjo in histerezo.
- V sinhronih motorjih s trajnimi magneti se trajni magnet uporablja skupaj z jeklom za zasnovo rotorja. V rotorju imajo konstantno magnetno polje, zato indukcijskega navijanja ni mogoče uporabiti za zagon. Uporablja se kot brezzobniški dvižni motor.
Sinhroni motor s trajnim magnetom
- V odpornem motorju je rotor sestavljen iz jeklene litine s štrlečimi zobatimi palicami. Da bi zmanjšali valovanje navora, so palice rotorja manjše od statorskih polov. Vsebuje navijanje kletke za veverico, ki rotorju zagotavlja zagonski navor. Uporablja se v instrumentacijskih aplikacijah.
- Histerezni motorji so samozagonljivi motorji. Tu je rotor gladek valj, sestavljen iz magnetno trdega kobaltovega jekla z visoko prisilno silo. Ti motorji so dragi in se uporabljajo tam, kjer je potrebna natančna stalna hitrost. Običajno se uporabljajo kot servomotorji.
Vzbujeni enosmerni tok motorja
Tu se rotor vzbudi z enosmernim tokom, ki se dovaja neposredno skozi drsne obroče. Uporabljajo se tudi AC indukcija in usmerniki. To so običajno velike velikosti, na primer večje od 1 konjske moči itd.
Vzbujeni enosmerni tok motorja
Uporaba sinhronskih motorjev
ponavadi sinhroni motorji se uporabljajo za aplikacije, kjer je potrebna natančna in stalna hitrost. Uporaba teh motorjev z majhno močjo vključuje pozicionirne stroje. Te se uporabljajo tudi pri robotu pogoni . Kroglični mlini, ure, gramofoni za predvajalnike plošč uporabljajo tudi sinhronske motorje. Poleg tega se ti motorji uporabljajo tudi kot servomotorji in časovni stroji.
Ti motorji so na voljo v delnem obsegu velikosti podkve do industrijske velikosti velike moči. Ti motorji, ki se uporabljajo v industrijskih velikostih velike moči, opravljajo dve pomembni funkciji. Eno je učinkovito sredstvo za pretvorbo izmenične energije v mehansko, drugo pa Popravek faktorja moči . Na katero aplikacijo servomotorja ste naleteli?
