Co to jest silnik synchroniczny prądu przemiennego? Jakie są cechy silników synchronicznych prądu przemiennego?
Silnik synchroniczny prądu przemiennego to silnik napędowy o stałej prędkości, którego prędkość wirnika utrzymuje stałą proporcjonalną zależność do częstotliwości zasilania. Jest szeroko stosowany w oprzyrządowaniu elektronicznym, nowoczesnym sprzęcie biurowym, maszynach tekstylnych itp. Silniki synchroniczne to silniki prądu przemiennego, a uzwojenia stojana są takie same jak silniki asynchroniczne. Jego prędkość obrotowa wirnika jest taka sama jak prędkość wirującego pola magnetycznego generowanego przez uzwojenie stojana, dlatego nazywa się go silnikiem synchronicznym. Z tego powodu prąd silnika synchronicznego wyprzedza napięcie w fazie, to znaczy silnik synchroniczny jest obciążeniem pojemnościowym. Z tego powodu w wielu przypadkach do poprawy współczynnika mocy systemu zasilającego stosuje się silniki synchroniczne. Silnik synchroniczny prądu przemiennego
Cechy
Silnik synchroniczny do pracy silnikowej. Ponieważ silnik synchroniczny może pracować z wiodącym współczynnikiem mocy poprzez regulację prądu wzbudzenia, korzystne jest poprawienie współczynnika mocy sieci energetycznej. Dlatego też urządzenia na dużą skalę, takie jak dmuchawy na dużą skalę, pompy wodne, młyny kulowe, sprężarki, walcarki itp., są zwykle napędzane silnikami synchronicznymi. Ta zaleta jest szczególnie widoczna, gdy silnik synchroniczny jest używany w sprzęcie na dużą skalę o niskiej prędkości. Ponadto prędkość silnika synchronicznego jest całkowicie określona przez częstotliwość zasilania. Gdy częstotliwość jest stała, prędkość silnika jest również stała i nie zmienia się wraz z obciążeniem. Cecha ta ma duże znaczenie w niektórych układach przesyłowych, zwłaszcza wielomaszynowych układach przekładni synchronicznych oraz układach precyzyjnej regulacji prędkości. Stabilność pracy silnika synchronicznego jest również stosunkowo wysoka. Silniki synchroniczne na ogół działają pod nadmiernym wzbudzeniem, a ich przeciążalność jest większa niż odpowiednich silników asynchronicznych. Moment obrotowy silnika asynchronicznego jest proporcjonalny do kwadratu napięcia, natomiast moment obrotowy silnika synchronicznego jest określony iloczynem napięcia i wewnętrznej siły elektromotorycznej generowanej przez prąd wzbudzenia silnika', co oznacza, że jest tylko proporcjonalna do pierwszej mocy napięcia. Gdy napięcie sieci nagle spada do około 80% wartości znamionowej, moment obrotowy silnika asynchronicznego często spada do około 64% i przestaje działać z powodu nieruchomego obciążenia; podczas gdy moment obrotowy silnika synchronicznego nie spada znacznie i można go wymusić wzbudzenie, aby zapewnić stabilną pracę silnika.
Struktura Struktura silnika synchronicznego jest zasadniczo taka sama jak generatora synchronicznego, a wirnik jest również podzielony na bieguny widoczne i bieguny ukryte. Jednak większość silników synchronicznych to silniki z wyraźnym biegunem. Forma instalacji jest również podzielona na poziomą i pionową. Aby rozwiązać problem rozruchu silnika synchronicznego, na wirniku zwykle instalowane jest uzwojenie rozruchowe. Może również tłumić drgania podczas pracy, dlatego jest również nazywany uzwojeniem tłumika. Oprócz wyżej wymienionej tradycyjnej konstrukcji istnieje również konstrukcja wirnika z biegunem szponiastym bez styku ślizgowego. Na przykładzie silnika 6-biegunowego dwa zestawy biegunów magnetycznych w kształcie pazurów są zainstalowane naprzeciw siebie na obracającym się wale. Jedna grupa wystaje 3 korpusy biegunowe osiowo w prawo na płycie kłowej; druga grupa jest zamontowana po prawej stronie w przeciwnym kierunku, tak aby tarcza kłowa wystawała osiowo 3 korpusy biegunów w lewo. Biegunowości dwóch zestawów biegunów magnetycznych są przeciwne. Po zmontowaniu zewnętrzna powierzchnia obwodowa bieguna magnetycznego nie jest już okrągłą powierzchnią płytki, jak w przypadku zwykłego silnika z biegunem jawnym, ale powierzchnią płytki w kształcie klina, to znaczy łuk biegunowy na jednym końcu jest dłuższy niż drugi koniec. Cały kształt wirnika pokazano na rysunku. Uzwojenie polowe jest zainstalowane na zewnętrznej krawędzi jarzma po obu stronach. Generowany przez nią strumień magnetyczny przechodzi przez boczną główną szczelinę powietrzną gm pomiędzy biegunami N i S, osiowe szczeliny powietrzne g1 i g2 pomiędzy wirnikiem a stojanem, a następnie zamyka się przez pokrywę końcową i podstawę, jak pokazano na rysunku linia przerywana na rysunku. Aby zapobiec zwarciu strumienia magnetycznego przez wał, wał powinien być wykonany ze stali niemagnetycznej; lub wał powinien być podzielony na 3 sekcje, środkowa sekcja wykonana jest ze stali niemagnetycznej. Główną zaletą tej konstrukcji jest brak uzwojenia w części obrotowej i brak ślizgowego kontaktu między pierścieniem kolektora a szczotką, dzięki czemu praca jest niezawodna, konstrukcja izolacji jest prosta, a konserwacja wygodna. Ale jego główny obwód magnetyczny jest długi i ma więcej szczelin powietrznych, co zwiększa moc wymaganą do wzbudzenia; obudowa silnika ma silny magnetyzm, który powoduje nagrzewanie się łożyska; a obracający się wał musi być również izolowany magnetycznie. Dlatego ten rodzaj silnika nie był szeroko promowany i jest używany tylko przy specjalnych okazjach, a ogólna moc nie przekracza kilkuset kilowatów.
Rozruch silnika synchronicznego może wytwarzać tylko średni moment obrotowy przy prędkości synchronicznej. Jeśli stojan jest natychmiast podłączony do sieci, a wirnik jest wzbudzany prądem stałym podczas rozruchu, wirujące pole magnetyczne stojana natychmiast obraca się z prędkością synchroniczną, a pole magnetyczne wirnika jest chwilowo nieruchome z powodu bezwładności wirnika i pola elektromagnetycznego moment obrotowy generowany w tym czasie będzie dodatni lub ujemny. Naprzemiennie, a jego średnia wartość wynosi zero, więc silnik nie może sam się uruchomić. Aby uruchomić silnik synchroniczny, należy zastosować inne metody. Istnieją głównie następujące dwie metody.
①Metoda rozruchu asynchronicznego: Zainstalować uzwojenie rozruchowe typu klatkowego na głównym nabiegunniku magnetycznym silnika. Podczas rozruchu najpierw zewrzyj uzwojenie wzbudzenia przez rezystor, a następnie podłącz uzwojenie stojana do sieci. Opierając się na asynchronicznym momencie elektromagnetycznym uzwojenia początkowego, aby prędkość silnika była zbliżona do prędkości synchronicznej, a następnie przepuszczając prąd wzbudzenia do uzwojenia wzbudzenia w celu ustalenia pola magnetycznego bieguna głównego, synchroniczny moment elektromagnetyczny można wykorzystać do ciągnięcia wirnik silnika do prędkości synchronicznej.
②Sposób rozruchu silnika pomocniczego: Zasadniczo silnik indukcyjny o tej samej liczbie biegunów co silnik synchroniczny (wydajność wynosi około 10-15% maszyny głównej) jest używany jako silnik pomocniczy, a maszyna główna jest napędzana do prędkości bliskiej prędkość synchroniczna, a następnie moc jest przełączana na stojan głównej maszyny, a prąd wzbudzenia przechodzi w uzwojeniu wzbudzenia, aby pociągnąć hosta do prędkości synchronicznej.