Synkronisten sähkömoottoreiden ominaisuus on, että magneettivuolla ja roottorilla on sama pyörimisnopeus. Tästä syystä sähkömoottorin roottori ei muuta nopeuttaan kuormituksen kasvaessa. Roottorissa on käämi, joka luo magneettikentän.
Joskus käytetään voimakkaita kestomagneetteja. Yleensä synkronisissa koneissa roottorilla on yhtä monta käämiä kuin staattorissa. Joten se tasaa magneettivuon ja roottorin pyörimisnopeuden. Moottoriin kytketty kuorma ei vaikuta nopeuteen ollenkaan.
Sähkömoottorin rakenne
Synkronisen moottorin laite koostuu seuraavista elementeistä:
- Kiinteä osa on staattori, jolla käämit sijaitsevat.
- Liikkuva roottori, jota joskus kutsutaan induktoriksi tai ankkuriksi.
- Etu- ja takakannet.
- Roottoriin asennetut laakerit.
Ankkurin ja staattorin välissä on vapaata tilaa. Käämit asetetaan uriin, ne liitetään sisääntähti. Heti kun moottoriin kytketään jännite, virta alkaa virrata ankkurikäämin läpi. Induktorin ympärille muodostuu magneettikenttä. Mutta myös staattori on jännitteinen. Ja tässä magneettivuo tulee sisään. Nämä kentät ovat erillään toisistaan.
Kuinka synkroninen moottori toimii
Synkronisissa koneissa staattorin sähkömagneetit ovat napoja, koska ne toimivat tasavirralla. Yhteensä on kaksi järjestelmää, joilla staattorin käämit kytketään:
- Salifole.
- Epäsuora napa.
Magneettisen vastuksen vähentämiseksi ja kentän läpikulkuolosuhteiden optimoimiseksi käytetään ferromagneeteista valmistettuja ytimiä. Niitä on saatavana sekä staattorissa että roottorissa.
Ne on valmistettu erikoislaadusta sähköteräksestä, joka sisältää v altavan määrän sellaista alkuainetta, kuten piitä. Tällä on mahdollista vähentää merkittävästi pyörrevirtaa sekä lisätä metallin sähkövastusta.
Synkronisten sähkömoottorien toiminta perustuu staattorin ja roottorin napojen vuorovaikutukseen. Käynnistettäessä se kiihtyy virtauksen nopeuteen. Tällaisissa olosuhteissa sähkömoottori toimii synkronisessa tilassa.
Käynnistystapa apusähkömoottorilla
Aikaisemmin käytettiin erityisiä käynnistysmoottoreita, jotka liitettiin moottoriin mekaanisilla laitteilla (hihnakäyttö, ketju jne.). Käynnistyksen aikana roottori alkoi pyöriä ja vähitellen kiihtyen,saavutti synkronisen nopeuden. Sen jälkeen itse moottori alkoi toimia. Tämä on täsmälleen synkronisen moottorin toimintaperiaate suunnittelusta ja valmistajasta riippumatta.
Edellytyksenä on, että käynnistysmoottorin tehon on oltava noin 15 % kiihdytetyn moottorin tehosta. Tämä teho riittää käynnistämään minkä tahansa synkronisen moottorin, vaikka siihen olisi kytketty pieni kuorma. Tämä menetelmä on melko monimutkainen, ja koko laitteen hinta nousee huomattavasti.
Moderni käynnistystapa
Nykyaikaisissa synkronimoottoreissa ei ole tällaisia ylikellotuspiirejä. Käytössä on erilainen laukaisujärjestelmä. Suunnilleen tällä tavalla synkroninen kone kytketään päälle:
- Reostaatin avulla roottorin käämit sulkeutuvat. Tämän seurauksena ankkuri oikosuljetaan, kuten yksinkertaisissa induktiomoottoreissa.
- Roottorissa on myös oravanhäkkikäämitys, joka rauhoittaa ja estää ankkuria heilumasta synkronoinnin aikana.
- Heti kun ankkuri saavuttaa minimipyörimisnopeuden, sen käämeihin kytketään tasavirta.
- Jos käytetään kestomagneetteja, on käytettävä ulkoisia käynnistysmoottoreita.
On olemassa kryogeenisiä synkronisia sähkömoottoreita, jotka käyttävät käänteistä tyyppiä. Herätyskäämit on valmistettusuprajohtavat materiaalit.
Synkronisten koneiden edut
Asynkronisilla ja synkronisilla moottoreilla on hyvin samanlainen rakenne, mutta eroja on silti. Jälkimmäisessä on selvä etu, että viritys tapahtuu tasavirtalähteestä. Tässä tapauksessa moottori voi toimia erittäin suurella tehokertoimella. Synkronimoottoreilla on myös muita etuja:
- He työskentelevät liian suurella nopeudella. Tämän avulla voit vähentää virrankulutusta ja vähentää myös merkittävästi virtahäviöitä. Synkronisen koneen hyötysuhde on paljon suurempi kuin samalla teholla olevan asynkronisen moottorin.
- Vääntömomentti riippuu suoraan verkkojännitteestä. Vaikka verkon jännite pienenisi, teho säilyy.
Mutta silti asynkronisia koneita käytetään paljon useammin kuin synkronisia. Tosiasia on, että niillä on suuri luotettavuus, yksinkertainen rakenne, ne eivät vaadi lisähuoltoa.
Synkronimoottoreiden haitat
On käynyt ilmi, että synkronisilla koneilla on paljon enemmän haittoja. Tässä vain tärkeimmät:
- Synkronisen moottorin piiri on melko monimutkainen, se koostuu suuresta määrästä elementtejä. Tästä syystä laitteen hinta on erittäin korkea.
- Varmista, että käytät jatkuvaa lähdettä kelan virransyöttöönnykyinen. Tämä vaikeuttaa suuresti koko rakentamista.
- Sähkömoottorin käynnistysmenettely on melko monimutkainen kuin asynkronisissa koneissa.
- Roottorin nopeutta on mahdollista säätää vain taajuusmuuttajien avulla.
Yleensä synkronisten moottoreiden edut ovat huomattavasti suuremmat kuin haitat. Tästä syystä niitä käytetään hyvin usein siellä, missä on tarpeen suorittaa jatkuva jatkuva tuotantoprosessi, jossa ei ole tarpeen pysäyttää ja käynnistää laitteita usein. Synkronisia koneita löytyy myllyistä, murskaimista, pumpuista, kompressoreista. Ne sammuvat harvoin, ne toimivat melkein jatkuvasti. Tällaisten moottoreiden käytöllä voidaan saavuttaa merkittäviä energiansäästöjä.
