Σύγχρονος κινητήρας: Τύποι και εφαρμογές

Δοκιμάστε Το Όργανο Μας Για Την Εξάλειψη Των Προβλημάτων





Στα ηλεκτρικά συστήματα, χρησιμοποιούμε είτε στις βιομηχανίες, σταθμοί παραγωγής ενέργειας ή οικιακές ανάγκες, κινητήρες και γεννήτριες έχουν γίνει κοινό πράγμα. Με τη ζήτηση για συστήματα υψηλής ενεργειακής απόδοσης και λιγότερης κατανάλωσης ενέργειας, φαίνεται η εφεύρεση νέων μοντέλων αυτών των ηλεκτρικών συσκευών. Ο βασικός παράγοντας υπολογισμού για την αξιόπιστη λειτουργία κινητήρων και γεννητριών είναι το Συντελεστής ισχύος . Είναι ο λόγος της εφαρμοζόμενης ισχύος έναντι της απαιτούμενης ισχύος. Συνήθως, η συνολική ισχύς που καταναλώνεται στις βιομηχανίες και τα εργοστάσια υπολογίζεται με βάση τον συντελεστή ισχύος. Έτσι, ο συντελεστής ισχύος πρέπει πάντα να διατηρείται σε ενότητα. Αλλά λόγω της αύξησης της άεργης ισχύος σε αυτές τις συσκευές μειώνεται ο συντελεστής ισχύος. Για να διατηρηθεί ο συντελεστής ισχύος σε ενότητα, εισάγονται πολλές μέθοδοι. Η σύγχρονη έννοια κινητήρα είναι μία από αυτές.

Τι είναι ο σύγχρονος κινητήρας;

Ο ορισμός του σύγχρονου κινητήρα αναφέρει ότι «An Κινητήρας AC στην οποία σε σταθερή κατάσταση, η περιστροφή του άξονα είναι συγχρονισμένη με τη συχνότητα του εφαρμοζόμενου ρεύματος ». Ο σύγχρονος κινητήρας λειτουργεί ως κινητήρας AC, αλλά εδώ ο συνολικός αριθμός περιστροφών που πραγματοποιούνται από τον άξονα είναι ίσος με το ακέραιο πολλαπλάσιο της συχνότητας του εφαρμοζόμενου ρεύματος.




Σύγχρονος κινητήρας

Σύγχρονος κινητήρας

Ο σύγχρονος κινητήρας δεν βασίζεται στο ρεύμα επαγωγής για εργασία. Σε αυτούς τους κινητήρες, σε αντίθεση με τον επαγωγικό κινητήρα, υπάρχουν πολυφασικοί ηλεκτρομαγνήτες AC το κράτος ρ , που παράγει ένα περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο. Εδώ ο ρότορας είναι μόνιμου μαγνήτη που συγχρονίζεται με το περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο και περιστρέφεται συγχρονισμένος με τη συχνότητα του ρεύματος που εφαρμόζεται σε αυτό.



Σύγχρονος σχεδιασμός κινητήρα

Ο στάτορας και ο ρότορας είναι οι κύρια εξαρτήματα του σύγχρονου κινητήρα. Εδώ το πλαίσιο στάτορα έχει πλάκα περιτυλίγματος στην οποία συνδέονται οι μπάρες και οι περιφερειακές νευρώσεις. Τα στηρίγματα, οι βάσεις πλαισίου χρησιμοποιούνται για την υποστήριξη του μηχανήματος. Για να διεγείρουν τις περιελίξεις πεδίου με DC, χρησιμοποιούνται δακτύλιοι ολίσθησης και βούρτσες.

Κυλινδρικοί και στρογγυλοί ρότορες χρησιμοποιούνται για εφαρμογή 6 πόλων. Οι ρότορες Soleent pole χρησιμοποιούνται όταν απαιτείται μεγαλύτερη ποσότητα πόλων. Η κατασκευή του συγχρονισμένου κινητήρα και του σύγχρονου εναλλάκτη είναι παρόμοια.

Αρχή λειτουργίας σύγχρονης μηχανής

Η λειτουργία σύγχρονων κινητήρων εξαρτάται από την αλληλεπίδραση του μαγνητικού πεδίου του στάτη με το μαγνητικό πεδίο του ρότορα. Ο στάτορας περιέχει τριφασικές περιελίξεις και τροφοδοτείται με τριφασική ισχύ. Έτσι, η περιέλιξη του στάτη παράγει ένα περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο 3 φάσεων. Η παροχή DC δίνεται στον ρότορα.


Ο ρότορας εισέρχεται στο περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο που παράγεται από την περιέλιξη του στάτη και περιστρέφεται σε συγχρονισμό. Τώρα το ταχύτητα του κινητήρα εξαρτάται από τη συχνότητα του παρεχόμενου ρεύματος.

Η ταχύτητα του συγχρονισμένου κινητήρα ελέγχεται από τη συχνότητα του εφαρμοζόμενου ρεύματος. Η ταχύτητα ενός συγχρονισμένου κινητήρα μπορεί να υπολογιστεί ως

Ns = 60f / P = 120f / p

όπου, f = συχνότητα του ρεύματος AC (Hz)
p = συνολικός αριθμός πόλων ανά φάση
P = συνολικός αριθμός ζευγών πόλων ανά φάση.

Εάν εφαρμοστεί το φορτίο μεγαλύτερο από το φορτίο κατανομής, ο κινητήρας αποσυγχρονίζεται. Η τριφασική περιέλιξη στάτορα δίνει το πλεονέκτημα του προσδιορισμού της κατεύθυνσης περιστροφής. Σε περίπτωση μονοφασικής περιέλιξης, δεν είναι δυνατή η εξαγωγή της κατεύθυνσης περιστροφής και ο κινητήρας μπορεί να ξεκινήσει σε οποιαδήποτε από τις δύο κατευθύνσεις. Για τον έλεγχο της κατεύθυνσης περιστροφής σε αυτούς τους συγχρονισμένους κινητήρες, απαιτούνται ρυθμίσεις εκκίνησης.

Εκκίνηση μεθόδων σύγχρονου κινητήρα

Η στιγμή της αδράνειας του ρότορα σταματά τους συγχρονισμένους κινητήρες μεγάλου μεγέθους από την αυτόματη εκκίνηση. Λόγω αυτής της αδράνειας του ρότορα, ο δρομέας δεν μπορεί να συγχρονιστεί με το μαγνητικό πεδίο του στάτορα, όταν εφαρμόζεται η ισχύς. Απαιτείται λοιπόν κάποιος πρόσθετος μηχανισμός για να βοηθήσει τον ρότορα να συγχρονιστεί.

Η επαγωγική περιέλιξη περιλαμβάνεται στους μεγάλους κινητήρες που παράγουν επαρκή ροπή που απαιτείται για την επιτάχυνση. Για πολύ μεγάλους κινητήρες, για την επιτάχυνση του μη φορτωμένου μηχανήματος, χρησιμοποιείται μοτέρ πόνυ. Αλλάζοντας τη συχνότητα ρεύματος στάτορα, οι ηλεκτρονικοί κινητήρες μπορούν να επιταχυνθούν ακόμη και από την ταχύτητα μηδέν.

Για πολύ μικρούς κινητήρες, όταν η ροπή αδράνειας του ρότορα και το μηχανικό φορτίο είναι επιθυμητά μικρά, μπορούν να ξεκινήσουν χωρίς καμία μέθοδο εκκίνησης.

Τύποι συγχρονισμένου κινητήρα

Ανάλογα με τη μέθοδο μαγνητισμού του ρότορα, υπάρχουν δύο τύποι σύγχρονων κινητήρων -

  • Μη ενθουσιασμένος.
  • Συναρπαστικό ρεύμα

Μη διεγερμένος κινητήρας

Σε αυτούς τους κινητήρες, ο ρότορας μαγνητίζεται από το εξωτερικό πεδίο στάτορα. Ο ρότορας περιέχει ένα σταθερό μαγνητικό πεδίο. Υψηλής συγκράτησης χάλυβας όπως χάλυβας κοβαλτίου χρησιμοποιείται για την κατασκευή του ρότορα. Αυτά ταξινομούνται ως κινητήρες μόνιμου μαγνήτη, απροθυμίας και υστέρησης.

  • Σε συγχρονισμένους κινητήρες μόνιμου μαγνήτη, χρησιμοποιείται μόνιμος μαγνήτης μαζί με χάλυβα για σχεδιασμό ρότορα. Έχουν ένα σταθερό μαγνητικό πεδίο στο ρότορα, επομένως η επαγωγική περιέλιξη δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί για εκκίνηση. Χρησιμοποιείται ως κινητήρας ανελκυστήρα χωρίς γρανάζια.

Σύγχρονος κινητήρας μόνιμου μαγνήτη

  • Στον κινητήρα Reluctance, ο ρότορας αποτελείται από χύτευση χάλυβα με προεξέχοντες πόλους. Για την ελαχιστοποίηση των κυματισμών ροπής, οι πόλοι του ρότορα είναι μικρότεροι από τους πόλους του στάτορα. Περιέχει περιέλιξη σκίουρου για να παρέχει ροπή εκκίνησης στον ρότορα. Χρησιμοποιείται σε εφαρμογές οργάνων.
  • Οι κινητήρες υστέρησης είναι κινητήρες αυτο-εκκίνησης. Εδώ ο ρότορας είναι ένας λείος κύλινδρος που αποτελείται από μαγνητικά σκληρό χαλύβδινο κοβάλτιο υψηλής σκληρότητας. Αυτοί οι κινητήρες είναι ακριβοί και χρησιμοποιούνται όπου απαιτείται ακριβής σταθερή ταχύτητα. Γενικά χρησιμοποιείται ως σερβοκινητήρας.

DC ρεύμα διέγερσης κινητήρα

Εδώ ο ρότορας είναι ενθουσιασμένος χρησιμοποιώντας το συνεχές ρεύμα που παρέχεται απευθείας μέσω δακτυλίων ολίσθησης. Χρησιμοποιούνται επίσης επαγωγή AC και ανορθωτές. Αυτά είναι συνήθως μεγάλου μεγέθους, όπως μεγαλύτερα από 1 ιπποδύναμη κ.λπ.

DC ρεύμα διέγερσης κινητήρα

DC ρεύμα διέγερσης κινητήρα

Εφαρμογές Synchronous Motors

συνήθως, σύγχρονοι κινητήρες χρησιμοποιούνται για εφαρμογές όπου απαιτείται ακριβής και σταθερή ταχύτητα. Οι εφαρμογές χαμηλής ισχύος αυτών των κινητήρων περιλαμβάνουν μηχανές τοποθέτησης. Αυτά εφαρμόζονται επίσης στο ρομπότ ενεργοποιητές . Οι μύλοι, τα ρολόγια, οι πικάπ πικάπ χρησιμοποιούν επίσης σύγχρονους κινητήρες. Εκτός από αυτούς τους κινητήρες χρησιμοποιούνται επίσης ως σερβοκινητήρες και μηχανές χρονισμού.

Αυτοί οι κινητήρες διατίθενται σε κλασματική περιοχή μεγέθους πέταλου έως βιομηχανικής κλίμακας μεγέθους υψηλής ισχύος. Ενώ χρησιμοποιούνται σε βιομηχανικά μεγέθη υψηλής ισχύος, αυτοί οι κινητήρες εκτελούν δύο σημαντικές λειτουργίες. Το ένα είναι ένα αποτελεσματικό μέσο μετατροπής της ενέργειας AC σε μηχανική ενέργεια και το άλλο είναι Διόρθωση συντελεστή ισχύος . Ποια εφαρμογή servomotor έχετε συναντήσει;