Moderné synchrónne prúdové motory

Princíp činnosti synchrónneho prúdového motora

V synchrónnych prúdových motoroch je princíp vytvárania točivého momentu rotora trochu odlišný od asynchrónnych a tradičných synchrónnych motorov. Tu je rozhodujúca úloha priradená samotnému jadru rotora.

Rotor prúdového synchrónneho motora nemá vinutie, dokonca ani na ňom nie je skratované vinutie. Namiesto toho je jadro rotora vysoko heterogénne v magnetickej vodivosti: magnetická vodivosť pozdĺž rotora sa líši od magnetickej vodivosti naprieč. Vďaka tomuto neobvyklému prístupu nie sú na ňom potrebné rotorové vinutia ani permanentné magnety.

Pokiaľ ide o stator, statorové vinutie prúdového synchrónneho motora sa môže koncentrovať alebo distribuovať, zatiaľ čo jadro statora a kryt zostávajú normálne. Celý znak je vo vysoko heterogénnom jadre rotora.

 

Pre synchrónne prúdové motory sú charakteristické tri hlavné typy rotorov: priečne stratifikovaný rotor, rotor s oddelenými pólmi a axiálne vrstvený rotor.

Fyzika procesu je nasledovná. Striedavý prúd sa dodáva do vinutí statora a vytvára okolo rotora magnetické pole, ktoré je maximálne vo vzduchovej medzere medzi statorom a rotorom. Otočný moment sa získa v dôsledku skutočnosti, že rotor sa neustále pokúša otáčať, takže magnetický odpor pre magnetický tok generovaný statorom by bol minimálny.

Maximálny krútiaci moment je priamo úmerný rozdielu medzi pozdĺžnymi a priečnymi indukčnosťami a čím väčší je tento rozdiel, tým väčší je krútiaci moment rotora.

Aby sme pochopili tento princíp, obraciame sa k číslu. Anizotropný predmet 1 má odlišnú magnetickú vodivosť pozdĺž osí a a b. V tomto prípade má izotropný predmet 2 rovnakú magnetickú vodivosť vo všetkých smeroch. Magnetické pole aplikované na objekt 1 vytvára moment otáčania, keď uhol medzi osou b a čiarami magnetickej indukcie B nie je rovný nule. Pokiaľ existuje nenulový uhol, deformuje objekt 1 aplikované magnetické pole B a smer skreslenia sa bude zhodovať s osou a objektu 1.

Sínusové magnetické pole vytvorené v synchrónnom prúdovom motore statorovým vinutím sa otáča s istou synchrónnou uhlovou frekvenciou, a preto bude vždy existovať okamih rotácie, ktorý má tendenciu vracať systém do stavu s najnižšou celkovou potenciálnou energiou.

To znamená, že rotačný moment sa bude vždy snažiť zmenšovať skreslenie statorového magnetického poľa v smere osi a zmenšením uhla medzi indukčnými čiarami B a osou b. Ak je teda riadenie motora zamerané na udržanie stálosti tohto uhla, mechanická energia sa bude neustále získavať z elektromagnetického poľa.

Prúd vinutia statora teda poskytuje magnetizáciu s existenciou krútiaceho momentu zameraného na elimináciu skreslenia poľa a riadením aktuálnej fázy v súlade s polohou rotora v rotujúcom súradnicovom systéme (v súlade s hodnotou uhla skreslenia) sa získa riadenie krútiaceho momentu synchrónneho prúdového motora.

Synchrónne prúdové motory dnes

Poprední výrobcovia elektrických motorov na svete dnes prejavujú mimoriadny záujem o synchrónne prúdové motory, aj keď prvé verzie boli patentované už koncom 19. storočia. Faktom je, že účinnosť synchrónnych prúdových motorov v zásade výrazne presahuje Účinnosť populárnych indukčných motorovnehovoriac o hustote energie.

V rotore nie sú žiadne energetické straty, ale obvykle rotor predstavuje asi 30 percent strát. To predlžuje životnosť elektromotora - znižuje škodlivé teplo. Hmotnosť synchrónneho prúdového motora a jeho rozmery sú o 20% nižšie ako hmotnosť asynchrónneho rovnakého výkonu.

Obnovený záujem o synchrónne prúdové motory dnes súvisí predovšetkým so širokými možnosťami moderného počítačového modelovania, ktoré umožňujú nájsť najúčinnejšie verzie návrhov rotorov a statorov - vedecký výskum je produktívnejší a účinnosť moderných verzií synchrónnych prúdových motorov je už 98%, v tom čase v prípade asynchrónnych verzií účinnosť tradične nepresahuje 90%.

Synchrónne prúdové motory sa dnes vyrábajú na základe asynchrónnych motorov a pri rovnakých rozmeroch a montážnych rozmeroch sa dosahuje vyššia účinnosť a dosahuje sa špecifický výkon.

Výhody a nevýhody

Rotor synchrónneho motora s dýzou, vyrobený z tenkej plechovej ocele, má jednoduchú a spoľahlivú konštrukciu bez skratového vinutia a bez magnetov, preto sa v rotore eliminujú prúdy spôsobujúce škodlivé zahrievanie - životnosť sa zvyšuje a neprítomnosť magnetov znižuje náklady na výrobok vrátane minimalizovania znížených nákladov na údržbu. ,

Vďaka porovnateľnej ľahkosti rotora je jeho vlastný moment zotrvačnosti nízky, takže motor zrýchľuje na nominálnu rýchlosť rýchlejšie, čo vedie k úsporám energie.

Frekvenčný menič ako regulátor rýchlosti robí riadenie motora veľmi flexibilným v širokom rozsahu prevádzkových rýchlostí. Pokiaľ ide o nedostatky, je to iba jeden: potreba frekvenčného meniča.

Použitie frekvenčného meniča s aktívnou korekciou účinníka umožňuje dosiahnuť maximálny účinník systému, ktorý je veľmi dôležitý v každej modernej výrobe.

Comments

[#1 paša]

Neprítomnosť magnetov znižuje náklady na motor, ale zvyšuje spotrebu elektriny, pretože v tomto prípade musíte namiesto toho vytvoriť magnetické pole.magnety v motore