Синхронные электродвигатели. Работа и применение. Особенности

Синхронный двигатель имеет постоянную частоту вращения при разнообразных нагрузках. Часто такие приборы применяют для приводов машин, которые работают с постоянной неизменной скоростью, например, компрессоры, вентиляторы, насосы и пр.

Высокий КПД: он больше чем у асинхронного двигателя на (0,5-3%) это достигается за счёт уменьшения потерь в меди и большого CosФ.

Обладает большой прочностью обусловленной увеличенным воздушным зазором.
Вращающий момент синхронного двигателя прямо пропорционален напряжению в первой степени. Т.е синхронный двигатель будет менее чувствителен к изменению величины напряжения сети.
Сложность пусковой аппаратуры и большая стоимость.

Мнение эксперта

It-Technology, Cпециалист по электроэнергетике и электронике

Задавайте вопросы "Специалисту по модернизации систем энергогенерации"

Чем отличается синхронный двигатель от асинхронного для чайников кратко, простыми словами, сравнение по конструкции и принципу действия Схема пуска на основе глухо подключенного возбудителя, применима для статистического момента нагрузки менее 0,4, без падений напряжения. Спрашивайте, я на связи!

Принцип действия и устройство синхронного двигателя: преимущества, конструктивные особенности

С обмоткой возбуждения на роторе – синхронизирующее усилие создается за счет подачи питания от преобразователя.
С магнитным ротором – на валу устанавливается постоянный магнит, выполняющий те же функции, что и обмотка возбуждении, но без необходимости подпитки (см. рисунок 6).

Принцип работы

В основе работы синхронного электродвигателя лежит взаимодействие магнитного потока, генерируемого рабочими обмотками с постоянным магнитным потоком. Наиболее распространенной моделью синхронной электрической машины является вариант с рабочей обмоткой на статоре и обмоткой возбуждения на роторе.

Как видите на рисунке 2 выше, в обмотку статора подается трехфазное напряжение из сети, которое формирует переменное магнитное поле. На обмотки ротора электродвигателя подано постоянное напряжение, которое индуцирует такой же постоянный магнитный поток у полюсов. Для наглядности рассмотрим процесс на упрощенной модели синхронного агрегата (рисунок 3).

При подаче питания на фазные витки статора электродвигателя первый пик амплитуды тока и ЭДС взаимоиндукции приходиться на фазу A, затем B и фазу C.

На графике показана периодичность чередования кривых в зависимости от времени:

в точке 1 максимальная ЭДС EA формирует максимальный поток, а электродвижущие силы фаз EB и EC равны между собой и противоположны по знаку, они дополняют результирующую силу.
в точке 2 пика достигает ЭДС EB, а электродвижущие силы фаз EA и EC становятся равны между собой и противоположны по знаку, они дополняют результирующую силу, в результате чего магнитное поле совершает вращательное движение.
в точке 3 максимум приходиться на ЭДС EC, а электродвижущие силы фаз EB и EA вместе дополняют результирующую силу и снова смещают вектор поля по часовой стрелке.

ЧЕТВЕРТАЯ СИНХРОННЫЕ МАШИНЫ

Принципиальная схема трехфазного синхронного генератора показана на рисунке 4.1. Сердечник статора запрессован в корпус. Обмотка возбуждения LG на роторе питается постоянным током и создает поток возбуждения Ф_в. Полюсные наконечники ротора выполнены таким образом,

1 — якорь возбудителя; 2 — возбудитель; 3, 4 — статор (якорь) и ротор (индуктор) генератора.

При вращении ротора поток возбуждения наводит в фазных обмотках статора ЭДС. Для генерирования ЭДС частотой / = 50 Гц частота вращения ротора должна составлять п₂ = 60f /р = 3000/р об/мин, где р — число пар полюсов.

Промокоды со скидками на светильники

В синхронных генераторах ротор часто называют индуктором, статор — якорем, а машину постоянного тока, питающую обмотку возбуждения индуктора, — возбудителем (рис. 4.2).

Действующее значение ЭДС обмотки якоря с wk_o6 витками

При нагрузке ток якоря 1_а создает МДС основной гармоники

Магнитное поле якоря неподвижно относительно магнитного поля возбуждения (п₂ = /г_х), следовательно, эти поля могут взаимодействовать. Силы взаимодействия полей образуют электромагнитный момент, нагружающий приводной двигатель и стремящийся замедлить вращение ротора. Для поддержания постоянной частоты вращения увеличивают момент приводного устройства.

При таком исполнении ротора коэффициент формы МДС обмотки возбуждения k_f, определяемый соотношением

1 — вал с кольцами: 2 — обод; 3 — полюс с катушкой возбуждения.

По расположению и конструкции опорного подшипника (подпятника) различают подвесные и зонтичные гидрогенераторы (рис. 4.5).

1 — верхняя крестовина; 2 — подпятник; 3 — направляющие подшипники; 4 — ротор; 5 — статор; 6 — нижняя крестовина; 7 — фланец вала; 8 — турбина; 9 — фундамент; 10 — направляющий подшипник турбины.

Для относительно быстроходных гидрогенераторов меньших габаритов предпочтительнее конструкция подвесного типа, которая обладает большей устойчивостью к механическим колебаниям ротора, имеет меньший диаметр опорного подшипника.

Мнение эксперта

It-Technology, Cпециалист по электроэнергетике и электронике

Задавайте вопросы "Специалисту по модернизации систем энергогенерации"

Синхронный и асинхронный двигатель: отличия по конструкции и принципу работы Функционирование гидрогенератора осуществляется при использовании гидравлической турбины, обладающей невысоким количеством оборотов вала от 50 до 500 об мин. Спрашивайте, я на связи!

Устройство, конструкция и разновидности синхронных машин — Реферат

Синхронные двигатели — принцип работы, конструкции

Асинхронный двигатель (АД)

Асинхронный (индукционный) электродвигатель, имеющий разную частоту вращения магнитного поля в статоре и скорости ротора. В зависимости от типа и настройки может работать в двигательном или генераторном режиме, режиме ХХ или электромагнитного тормоза.

Конструктивные особенности

Конструктивно асинхронные механизмы трудно отличить от синхронных. Они также состоят из двух основных узлов: статора и ротора. При этом роторный узел может быть фазным или короткозамкнутым. Но небольшие конструктивные отличия все-таки имеются.

С учетом сказанного одним из главных отличий является отсутствие обмоток на якоре (исключением являются фазные АД). Вместо обмотки в роторе находятся стержни, закороченные между собой.

Мнение эксперта

It-Technology, Cпециалист по электроэнергетике и электронике

Задавайте вопросы "Специалисту по модернизации систем энергогенерации"

Устройство и принцип действия асинхронных электродвигателей При этом нагрузка, конечно, должна меняться с учетом того, чтобы двигатель способен ее выдержать, иначе это приведет к поломке механизма. Спрашивайте, я на связи!

Система управления

энергетика: источники реактивной мощности для поддержания напряжения, сохранение устойчивости сети при аварийных просадках;
машиностроение, к примеру, при изготовлении гильотинных ножниц с большими ударными нагрузками;
прочие направления — вращение мощных компрессоров или вентиляторов, генераторы на электростанциях, обеспечение устойчивой работы насосного оборудования и т. д.

Сравнение синхронного и асинхронного двигателей

В завершение можно подвести итог, в чем главные отличия асинхронных (АД) и синхронных (СД) моторов.

Ротору асинхронных моторов не требуется питание по току, а индукция на полюсах зависит от статорного магнитного поля.
Обороты АД под нагрузкой отстают на 1-8% от скорости вращения поля статора. В СД количество оборотов одинаково.
В «синхроннике» предусмотрена обмотка возбуждения.
Конструктивно ротор СД представляет собой магнит: постоянный, электрический. У АД магнитное поле в роторном механизме наводится с помощью индукции.
У синхронной машины нет пускового момента, поэтому для достижения синхронизации нужен асинхронный пуск.
«Синхронники» применяются в случаях, когда необходимо обеспечить непрерывность производственного процесса и нет необходимости частого перезапуска. АД нужны там, где требуется большой пусковой момент и имеют место частые остановки.
СД нуждается в дополнительном источнике тока.
«Асинхронники» медленнее изнашиваются, ведь в их конструкции нет контактных колец со щетками.
Для АД, как правило, характерно не круглое количество оборотов, а для СД — округленное.