Синхронный двигатель однофазный: Nothing found for Elektrooborudovanie Instrumenty Dvigateli Dvigatel Odnofaznyj Peremennogo Toka 1022%23I

Синхронный электродвигатель: характеристики, устройство и принцип действия

Содержание

1. Устройство синхронного электродвигателя
2. Принцип работы синхронного электродвигателя
3. Характеристики синхронного электродвигателя

Синхронный электродвигатель – это устройство, преобразующее электрическую энергию в механическую. Его также можно использовать в качестве генератора. Чаще всего он применяется в компрессорах, прокатных станках, поршневых насосах и другом подобном оборудовании. Рассмотрим принцип действия синхронного электродвигателя, его характеристики и свойства.

Устройство синхронного электродвигателя

Строение агрегата данного вида типично. Двигатель состоит из:

• Неподвижной части (якорь или статор).
• Подвижной части (ротор или индуктор).
• Вентилятора.
• Контактных колец.
• Щеток.
• Возбудителя.

Статор представляет собой сердечник, состоящий из обмоток, который заключен в корпус. Индуктор комплектуется электромагнитами постоянного тока (полюсами). Конструкция индуктора может быть двух видов – явнополюсная и неявнополюсная. В статоре и роторе расположены ферромагнитные сердечники, изготовленные из специальной электротехнической стали. Они необходимы для уменьшения магнитного сопротивления и улучшения прохождения магнитного потока.

Частота вращения ротора в синхронном двигателе равна частоте вращения магнитного поля. Независимо от подключаемой нагрузки частота ротора неизменна, так как число пар полюсов магнитного поля и ротора совпадают. Их взаимодействие обеспечивает постоянную угловую скорость, не зависящую от момента, приложенного к валу.

Принцип работы синхронного электродвигателя

Самые распространенные типы такого рода агрегатов – однофазный и трехфазный. Принцип работы синхронного электродвигателя в обоих случаях примерно одинаков. После подключения обмотки якоря к сети ротор остается неподвижным, в то время как постоянный ток поступает в обмотку возбуждения. Направление электромагнитного момента меняется дважды за время одного изменения напряжения. При значении среднего момента равном нулю, ротор под влиянием внешнего момента (механического воздействия) разгоняется до частоты, близкой по значению частоте вращения магнитного поля в зазоре, после чего двигатель переходит в синхронный режим.

В трехфазном устройстве проводники расположены под определенным углом относительно друг друга. В них возбуждается вращающееся с синхронной скоростью электромагнитное поле.

Разгон двигателя может осуществляться в двух режимах:

• Асинхронный. Обмотки индуктора замыкаются с помощью реостата. Вращающееся магнитное поле, возникающее при включении напряжения, пересекает короткозамкнутую обмотку, установленную на роторе. В ней индуцируются токи, взаимодействующие с вращающимся полем статора. По достижении синхронной скорости крутящий момент начинает уменьшаться и сводится к нулю после замыкания магнитного поля.
• С помощью вспомогательного двигателя. Для этого синхронный двигатель механически соединяется со вспомогательным (двигателем постоянного тока либо трехфазным индукционным двигателем). Постоянный ток подается только после того, как вращение двигателя достигает скорости, близкой к синхронной. Магнитное поле замыкается, и связь со вспомогательным двигателем прекращается.

Характеристики синхронного электродвигателя

Хотя асинхронные двигатели считаются более надежными и дешевыми, их синхронные «собратья» имеют некоторые преимущества и широко применяются в различных областях промышленности. К отличительным характеристикам синхронного электродвигателя можно отнести:

• Работу при высоком значении коэффициента мощности.
• Высокий КПД по сравнению с асинхронным устройством той же мощности.
• Сохранение нагрузочной способности даже при снижении напряжения в сети.
• Неизменность частоты вращения независимо от механической нагрузки на валу.
• Экономичность.

Синхронным двигателям также присущи некоторые недостатки:

• Достаточно сложная конструкция, делающая их производство дороже.
• Необходимость источника постоянного тока (возбудителя или выпрямителя).
• Сложность пуска.
• Необходимость корректировать угловую частоту вращения путем изменения частоты питающего напряжения.

Однако в некоторых случаях использование синхронных двигателей предпочтительнее:

• Для улучшения коэффициента мощности.
• В длительных технологических процессах, где нет необходимости в частых запусках и остановках.

Таким образом, «плюсы» двигателей такого типа значительно превосходят «минусы», поэтому на данный момент они высоко востребованы.

Изучив синхронный двигатель, устройство и принцип его действия и учтя условия, в которых он будет эксплуатироваться, вы сможете быстро и с легкостью подобрать оптимально подходящий для ваших целей тип агрегата (защищенный, закрытый, открытый) и использовать его с максимальной эффективностью.

Однофазный синхронный двигатель — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Однофазный синхронный двигатель

Cтраница 1

Однофазный синхронный двигатель с экранированными полюсами типа ДСД состоит из явнополюсного статора / с однофазной обмоткой ( рис. 14.12) цилиндрического типа.  [2]

Однофазный синхронный двигатель с экранированными полюсами типа ДСД ( рис. 14.12) состоит из явнополюсного статора / с однофазной обмоткой 2 трансформаторного типа. Ротор 4 состоит из нескольких дисков ( обычно шести-семи), насаженных на вал толщиной по 0 4 мм, выполненных из магнитно-твердого материала. Кольцевой обод в дисках позволяет получить асинхронный и гистерезисный моменты, необходимые для пуска и работы двигателя. Диаметральная перемычка обеспечивает получение реактивного момента. Таким образом, в двигателе создается три вращающих момента: асинхронный ( от вихревых токов), реактивный и гистерезисный. При пуске двигателя на ротор действуют два момента: гистерезисный и от вихревых токов. По окончании процесса пуска ротор втягивается в синхронизм и вращается с неизменной синхронной частотой под действием реактивного и гистерезисного моментов.  [4]

Однофазный синхронный двигатель ДС-10-1500 с возбуждением от постоянного магнита и асинхронным пуском предназначен для лентопротяжных механизмов аппаратуры магнитной записи и других устройств, где требуется постоянная частота вращения. Конструкция двигателя обеспечивает высокую механическую точность вращения и стабильность мгновенной частоты вращения около 5 — 10 — 3 об / мин, низкий уровень акустических шумов, большую наработку.  [5]

Питание однофазных синхронных двигателей для самопишущих механизмов осуществляется переменным током напряжением 220, 127 или 12 в и частотой 50 гц.  [7]

В некоторых случаях применяются однофазные синхронные двигатели с пульсирующим магнитным потоком. Статор 1 имеет только два явновыраженных полюса и собирается из листовой электротехнической стали. Ротор 2 выполняется из стали и имеет число полюсов, определяемое необходимой скоростью вращения и частотой сети. Под действием магнитных сил ротор стремится занять такое положение, при котором магнитная проводимость была бы наибольшей.  [9]

В некоторых случаях применяются однофазные синхронные двигатели с пульсирующим магнитным потоком. Статор / имеет только два явновыраженных полюса и собирается из листовой электротехнической стали. Ротор 2 выполняется из стали и имеет число полюсов, определяемое необходимой скоростью вращения и частотой сети. Под действием магнитных сил ротор стремится занять такое положение, при котором магнитная проводимость была бы наибольшей.  [11]

В некоторых случаях применяются однофазные синхронные двигатели с пульсирующим магнитным потоком. Статор 1 имеет только два явновыраженных полюса и собирается из листовой электротехнической стали. Ротор 2 выполняется из стали и имеет число полюсов, определяемое необходимой скоростью вращения и частотой сети. Под действием магнитных сил ротор стремится занять такое положение, при котором магнитная проводимость была бы наибольшей.  [13]

Таким образом, вращающий момент однофазного синхронного двигателя не остается постоянным и направленным в одну сторону, а непрерывно пульсирует, что является причиной неравномерного, толчкообразного хода двигателя.  [15]

Страницы:      1    2    3

Как подключить однофазный двигатель

Сегодня мы рассмотрим подключение однофазного двигателя переменного тока. К таким относят асинхронные и синхронные моторы, питающиеся от одной фазы, которая обычно имеет напряжение 220 Вольт. Они очень распространены в бытовой сфере и мелком производстве, частном предпринимательстве.

Подключение однофазного асинхронного двигателя

Для разгона асинхронного двигателя требуется создать вращающееся магнитное поле. С этим легко справляется трехфазный источник питания, где фазы сдвинуты друг относительно друга на 120 градусов. Но если речь идет о том, как подключить однофазный электродвигатель, то встает проблема: без сдвига фаз вал не начнет вращаться.

Внутри однофазного асинхронного мотора располагаются две обмотки: пусковая и рабочая. Если обеспечить сдвиг фаз в них, то магнитное поле станет вращающимся. А это главное условие для запуска электродвигателя. Сдвигать фазы можно путем добавочного сопротивления (резистора) или индуктивной катушки. Но чаще всего используют емкости – пусковой и/или рабочий конденсаторы.

С пусковой емкостью

В большинстве случаев схема включает в себя только пусковой конденсатор. Он активен только во время запуска мотора. Поэтому способ хорош, когда пуск обещает быть тяжелым, в противном случае вал не сможет разгоняться из-за небольшого начального момента. После разгона пусковой конденсатор отключается, и работа продолжается без него.

Схема подключения двигателя со вспомогательной емкостью представлена на рисунке выше. Для ее реализации вам потребуется реле или, как минимум, одна кнопка, которую вы будете зажимать на 3 секунды во время запуска мотора в ход. Вспомогательный конденсатор вместе со вспомогательной обмоткой включаются в цепь лишь на некоторое время.

Такая схема обеспечивает оптимальный начальный крутящий момент, если имеют место незначительные броски переменного тока во время пуска. Но есть и недостаток – при работе в номинальном режиме технические характеристики падают. Это обусловлено формой магнитного поля рабочей обмотки: оно у нее овальное, а не круговое.

С рабочей емкостью

Если пуск легкий, а работа тяжелая, то вместо пускового конденсатора понадобится рабочий. Схема подключения показана ниже. Особенность заключается в том, что рабочая емкость вместе с рабочей обмоткой включена в цепь постоянно.

Схема обеспечивает хорошие характеристики при работе в номинальном режиме.

С обоими конденсаторами

Компромиссное решение – использование вспомогательной и рабочей емкости одновременно. Этот способ идеален, если двигатель переменного тока пускается в ход уже с нагрузкой, и сама работа тяжела для него. Посмотрите, схема ниже – это словно две схемы (с рабочей и вспомогательной емкостью), наложенные друг на друга. При запуске на несколько секунд будет включаться пусковой механизм, а второй накопитель будет активен все время: от пуска до завершения работы.

Расчет емкостей

Наибольшую сложность для начинающих представляет расчет емкости конденсаторов. Профессионалы подбирают их опытным путем, прислушиваясь к мотору во время запуска и работы. Так они определяют, подходит накопитель, или нужно поискать другой. Но с небольшой погрешностью в большинстве случаев емкость можно рассчитать так:

• Для рабочего накопителя: 0,7-0,8 мкФ на 1000 Ватт мощности электрического двигателя;
• Для пускового конденсатора: больше в 2,5 раза.

Пример: у вас асинхронный однофазный электродвигатель на 2 кВт. Это 2000 Ватт. Значит, при подключении с рабочей емкостью нужно запастись накопителем 1,4-1,6 мкФ. Для пусковой потребуется 3,5-4 мкФ.

Подключение однофазного синхронного электродвигателя

Несмотря на сложность конструкции синхронных двигателей, они имеют много преимуществ перед асинхронными. Главное – это низкая чувствительность к скачкам напряжения, ведущих к резкому уменьшению или увеличению силы тока. Не менее значим и тот факт, что синхронные моторы могут работать даже с перегрузкой, не говоря уже об оптимальном режиме реактивной энергии и вращении вала с постоянной скоростью. Однако подключение – трудоемкий процесс, и это уже недостаток.

Метод разгона

Нельзя пустить в ход однофазный синхронный двигатель, просто подав питание на его обмотки. Потому что в момент включения направление питающего тока в статорных намотках соответствует рисунку (а). В это время на ротор, который еще находится в состоянии покоя, действует пара сил, которая будет пытаться крутить вал по часовой стрелке. Но через половину периода в статорных намотках ток поменяет свое направление. Поэтому пара сил будет уже действовать в обратном направлении, поворачивая вал против часов стрелки, как на рисунке (б). Поскольку ротор обладает большой инертностью, он так и не сдвинется с места.

Чтобы заставить ротор вращаться, необходимо, чтобы он успевал сделать хотя бы половину оборота, чтобы изменение направления тока не повиляло на его вращение. Это возможно, если разогнать вал при помощи посторонних сил. Это можно сделать двумя путями:

1. Вручную;
2. С использованием второго двигателя.

Собственной силой рук можно разогнать только маломощные синхронные электродвигатели. А для средне- и высокомощных агрегатов придется использовать другой мотор.

При разгоне с посторонней силой ротор начинает вращаться со скоростью, близкой к синхронной. Потом только включается обмотка возбуждения, и затем – статорная намотка.

Асинхронный пуск синхронного мотора

Если в наконечниках на полюсах ротора уложены стержни из металла, и они соединены между собой по бокам кольцами, то мотор должен запускаться асинхронным методом. Эти стержни играют роль вспомогательной обмотки, которая есть у асинхронного двигателя. При этом намотку возбуждения закорачивают с помощью разрядного резистора, а статорную обмотку подключают к сети. Только так можно обеспечить такой же разгон, как и у асинхронного электродвигателя. Но после того, как скорость вращения максимально приблизится к синхронной (достаточно 95% от нее), намотку возбуждения соединяют с источником постоянного тока. Скорость становится полностью синхронной, что влечет за собой снижение ЭДС индукции вспомогательной обмотки вплоть до нуля. И она отключается автоматически.

Важно! Вспомогательные металлические стержни должны обладать высоким активным сопротивлением. В противном случае пусковой момент будет недостаточным для разгона ротора. А закорачивать намотку возбуждения необходимо по одной простой причине: если этого не сделать, то у нее в момент пуска случится пробой, потому что она задает вращение в том же направление, что и пусковая обмотка.

Схема и способ подключения вашего двигателя будет зависеть от того, какой он у вас: синхронный или асинхронный. В учет идет также мощность мотора, а также способ пуска: с нагрузкой или без. Разобраться в рисунках вам поможет элементарное понимание механики и электромагнитных явлений.

 

Как правильно выбрать электрический двигатель

Перед промышленностью все чаще встает вопрос энергоэффективности. Более экологичная экономика является одной из целей Конференции по климату в Париже (COP21), на достижение которой ориентированы многие страны. Для ограничения потребления и экономии энергии в последние годы в промышленность внедряется все более энергоэффективное оборудование. Согласно исследованию Европейской Комиссии, на долю двигателей приходится 65% промышленного потребления энергии в Европе. Работа над двигателями является важным рычагом сокращения выбросов CO2. Еврокомиссия даже прогнозирует, что к 2020 году можно повысить энергоэффективность двигателей европейского производства на 20-30%.  В результате выбросы CO2 в атмосферу сократились бы на 63 млн. тонн, а экономия составила бы 135 миллиардов кВтч.

Если вы хотите использовать в своей деятельности энергоэффективные двигатели и внести свой вклад в энергосбережение и развитие планеты, вам необходимо изучить в первую очередь стандарты энергоэффективности двигателей, действующие в вашей стране или в вашем географическом регионе. Но будьте внимательны, эти стандарты применимы не ко всем двигателям, а только к асинхронным двигателям AC.

Международные нормы

• Международная электротехническая комиссия (IEC) определила классы энергоэффективности для электродвигателей, представленных на рынке, известные как код IE, которые обобщены в международном стандарте IEC.
• IEC определила четыре уровня энергоэффективности, которые характеризуют энергоэффективность двигателя:
  • IE1 — стандартный класс
  • IE2 — высокий класс
  • IE3 — премиум класс
  • IE4 — супер-премиум класс
• IEC также внедрила стандарт IEC 60034-2-1:2014 для испытаний двигателей. Многие страны используют национальные стандарты для испытаний двигателей, но в то же время применяют международный стандарт IEC 60034-2-1.

В Европе

ЕС уже принял ряд директив, направленных на снижение энергопотребления двигателей, включая обязательство производителей выводить на рынок энергоэффективные двигатели:

• C 2011 года класс IE2 обязателен для всех двигателей.
• Класс IE3 обязателен с января 2015 года для двигателей мощностью от 7,5 до 375 кВт (или IE2, если эти двигатели оснащены преобразователем частоты).
• Класс IE3 обязателен с января 2017 года для двигателей мощностью от 0,75 до 375 кВт.

В США

В Соединенных Штатах в силе остаются стандарты, определяемые Американской ассоциацией NEMA (Национальная ассоциация производителей электрооборудования). С 2007 года минимальный требуемый уровень установлен на уровне IE2.
Эта же классификация используется в Австралии и в Новой Зеландии.

В Азии

В Китае корейские стандарты MEPS (Minimum Energy Performance Standard) применяются для малых и средних трехфазных асинхронных двигателей с 2002 года (GB 18693). В 2012 году стандарты MEPS были приведены в соответствие со стандартами IEC, переходя от IE1 к IE2, а теперь и к IE3.

Японияпривела в соответствие свое национальное законодательство с классами эффективности IEC и включила в 2014 году в программу «Top Runner» электродвигатели уровней IE2 и IE3. Действующая с 1998 года программа Top Runner обязывает японских автопроизводителей выставлять на рынок новые модели, которые более энергоэффективны, чем предыдущие поколения, заставляя тем самым внедрять инновации в энергетику.

В Индии используется сравнительная оценка эффективности с 2009 года и национальный стандарт на уровне IE2 с 2012 года.

Найдите эффективный и мощный однофазный синхронный двигатель

О продукте и поставщиках:

 Alibaba.com предлагает обширную коллекцию высококачественных, надежных и эффективных. однофазный синхронный двигатель продается, подходит для использования в промышленном и бытовом оборудовании. Файл. однофазный синхронный двигатель могут быть однофазными или трехфазными, с разным размером корпуса, частотой вращения и номинальной мощностью. Найдите блоки с фланцевым креплением, с высоким крутящим моментом, на лапах, с двойным напряжением и низким крутящим моментом от различных ведущих поставщиков и брендов. 
 
 В продаже есть высокопроизводительные и эффективные устройства постоянного тока. или AC. однофазный синхронный двигатель доступны в уникальных стилях, таких как последовательный, индукционный, синхронный, асинхронный, PMDC, шунтирующий и составной намотки. Эти агрегаты, спроектированные в соответствии с последними механическими и электрическими требованиями к характеристикам двигателей, отличаются надежностью, долгим сроком службы и универсальностью. Они имеют высококачественные и высокопроизводительные компоненты, в том числе прочную алюминиевую раму, опоры на лапах, стандартные валы, конденсаторный пуск, ротор и ход. 
 
 Откройте для себя. однофазный синхронный двигатель с высокоэффективной конструкцией, превосходным пусковым моментом, быстрым откликом и простотой в использовании, работающей на чрезвычайно высоких скоростях. Существуют устройства с разной выходной мощностью и мощностью, а также различные размеры и конструкции, специально разработанные для небольших бытовых приборов или электроинструментов. Независимо от машины, устройства или устройств, делайте покупки на Alibaba.com, чтобы найти продукты, отличающиеся надежной работой, превосходной производительностью, простотой обслуживания и интересным внешним видом. 
 
 Найдите на Alibaba.com информацию. однофазный синхронный двигатель и покупайте товары с функциями и функциями, подходящими для различных бытовых приборов и электроинструментов. Выбирайте из разных производителей и поставщиков, которым доверяют в мире. Просматривайте товары разных брендов, чтобы фильтровать и находить высококачественные товары, соответствующие бюджетам и ожиданиям уникальных покупателей. 

Однофазный асинхронный двигатель. Назначение, устройство, принцип действия.

Однофазные асинхронные двигатели — машины небольшой мощности, которые по конструктивному исполнению напоминают аналогичные трехфазные асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором.

Назначение, устройство и принцип действия однофазных асинхронных двигателей

Однофазные асинхронные двигатели отличаются от трехфазных двигателей устройством статора, где в пазах магнитопровода находится двухфазная обмотка, состоящая из основной, или рабочей, фазы с фазной зоной 120 эл. град и выводами к зажимам с обозначениями С1 и С2, и вспомогательной, или пусковой, фазы с фазной зоной 60 эл. град и выводами к зажимам с обозначениями В1 и В2 (рис. 1).

Магнитные оси этих фаз обмотки смещены относительно друг друга на угол 0 = 90 эл. град. Одна рабочая фаза, присоединенная к питающей сети переменного напряжения, не может вызвать вращения ротора, так как ток ее возбуждает переменное магнитное поле с неподвижной осью симметрии, характеризуемое гармонически изменяющейся во времени магнитной индукцией.

Схема включения однофазного асинхронного двигателя

Рис. 1

Это поле можно представить двумя составляющими — одинаковыми круговыми магнитными полями прямой и обратной последовательностей, вращающимися с магнитными индукциями, вращающимися в противоположные стороны с одной и той же скоростью. Однако при предварительном разгоне ротора в необходимом направлении он при включенной рабочей фазе продолжает вращаться в том же направлении.

По этой причине пуск однофазного двигателя начинают с разгона ротора путем нажатия пусковой кнопки, вызывающего возбуждение токов в обеих фазах обмотки статора, которые сдвинуты по фазе на величину, зависящую от параметров фазосдвигающего устройства Z, выполненного в виде резистора, индуктивной катушки или конденсатора, и элементов электрических цепей, в которые входят рабочая и пусковая фазы обмотки статора. Эти токи побуждают в машине вращающееся магнитное поле с магнитной индукцией в воздушном зазоре, которая периодически и монотонно изменяется в пределах максимального и минимального значений, а конец ее вектора описывает эллипс.

Это эллиптическое вращающееся магнитное поле находит в проводниках короткозамкнутой обмотки ротора ЭДС и токи, которые, взаимодействуя с этим полем, обеспечивают разгон ротора однофазного двигателя в направлении вращения поля, и он в течение нескольких секунд достигает почти номинальной скорости.

Отпускание пусковой кнопки переводит электродвигатель с двухфазного режима на однофазный, поддерживаемый в дальнейшем соответствующей составляющей переменного магнитного поля, которая при своем вращении несколько опережает вращающийся ротор из-за скольжения.

Своевременное отключение пусковой фазы обмотки статора однофазного асинхронного двигателя от питающей сети необходимо в связи с ее конструктивным исполнением, предусматривающим кратковременный режим работы — обычно до 3 с, что исключает длительное пребывание ее под нагрузкой в связи с недопустимым перегревом, сгоранием изоляции и выходом из строя.

Маркировка зажимов фаз обмотки статора однофазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

Рис. 2: а, в — соединение для правого вращения ротора; б, г — соединение для левого вращения ротора

Повышение надежности эксплуатации однофазных асинхронных двигателей обеспечивают встраиванием в корпус машин центробежного выключателя с размыкающими контактами, присоединенными к зажимам с обозначениями ВЦ и В2, и теплового реле с аналогичными контактами, имеющими выводы с обозначениями РТ и С1 (рис. 2, в, г).

Центробежный выключатель автоматически отключает пусковую фазу обмотки статора, присоединенную к зажимам с обозначениями В1 и В2 при достижении ротором скорости, близкой к номинальной, а тепловое реле — обе фазы обмотки статора от питающей сети, когда нагрев их окажется выше допустимого.

Перемена направления вращения ротора достигается изменением направления тока в одной из фаз обмотки статора при пуске путем переключения пусковой кнопки и перестановки металлической пластины на зажимах электродвигателя (рис. 2, а, б) или только перестановкой двух аналогичных пластин (рис. 2, в, г).

Появление электродвигателей переменного тока — Control Engineering Russia

АЛЕКСАНДР МИКЕРОВ, д. т. н., проф. каф. систем автоматического управления СПбГЭТУ «ЛЭТИ»

В предыдущих статьях [1, 2] описывались первые электрические двигатели с питанием от гальванических батарей. Однако во второй половине XIX века в связи с развитием электрического освещения и дальней передачи электроэнергии появились сети однофазного переменного тока [3]. Это и дало толчок к изобретению электродвигателей переменного тока.

Рис. 1. Двигатель Уитстона

Первый однофазный двигатель был предложен в 1841 г. английским физиком Чарльзом Уитстоном (Charles Wheatstone), известным также своими изобретениями в области электрогенераторов и измерительной техники. Такой двигатель подключается к источнику переменного тока и содержит (рис. 1) статор с шестью электромагнитами (1) и ротор (2) в виде медного диска с тремя подково­образными магнитами (3) полярностью N и S.

Все электромагниты включены последовательно так, что при любой полярности питающего напряжения в промежутках между ними формируются магнитные потоки или полюса чередующейся полярности n и s, показанные на рис. 1 в начальный момент времени t₁ для положительного полупериода питающего напряжения. Предположим, что ротор вращается против часовой стрелки, и рассмотрим силы, действующие на верхний магнит ротора (аналогично работают и остальные магниты). Поскольку разноименные полюса магнитов притягиваются, а одноименные отталкиваются, вращающий момент ротора будет направлен против часовой стрелки, поддерживая его вращение. Если ротор двигателя успеет за полупериод напряжения повернуться на 60°, то в следующий полупериод все полюса статора поменяют полярность и ротор повернется еще на 60°. Таким образом, ротор будет поворачиваться синхронно с частотой перемагничивания электромагнитов (частотой сети), отчего подобные двигатели по предложению Чарльза Штейнмеца и получили название синхронных.

Рис. 2. Векторная диаграмма двигателя

Магнитное поле статора такого двигателя можно изобразить в виде вектора (рис. 2), где Ф₁, Ф₂,… Ф₆ — магнитные потоки статора, взаимодействующие с ротором в последовательные моменты времени t₁, t₂, … t₆, когда питающее напряжение меняет свой знак. Получается, что вектор магнитного потока статора шагает по окружности синхронно с ротором, поэтому такое магнитное поле можно назвать шагающим.

При реальных частотах сети 50–60 Гц такой двигатель, конечно, запуститься не сможет, но если его ротор раскрутить, например, вручную или другим двигателем до синхронной скорости, то он будет устойчиво работать с частотой вращения, пропорциональной частоте сети. При электрификации Лондона посредством однофазного напряжения в 1889 г. в качестве такого «раскруточного» двигателя применили так называемый универсальный двигатель (рис. 3) с обмотками якоря (1) и возбуждения (2). Его конструкция была разработана в 1884–85 гг. независимо друг от друга Вернером Сименсом и соавторами трансформатора, венгерскими инженерами Микша Дери и Отто Блати [4–6].

Рис. 3. Универсальный двигатель

Универсальные двигатели до сих пор широко применяются при мощности до нескольких киловатт, особенно в бытовой технике. Они привлекают производителей легкостью изменения скорости с помощью регулирования напряжения, как в обычном двигателе постоянного тока. Однако для мощных приводов такое регулирование было в то время затруднительным. Поэтому для электрической тяги на железных дорогах и в лифтах с питанием от сети переменного тока стали применять так называемый репульсионный двигатель, изобретенный в 1885 г. знаменитым американским электротехником Илайю Томсоном (Elihu Thomson) и усовершенствованный позднее Микша Дери [3, 5, 6].

Рис. 4. Репульсионный двигатель

Илайю Томсон (1853–1937), родом из Англии, соединял в себе таланты блестящего университетского профессора, крупного инженера, плодовитого изобретателя (696 патентов) и успешного предпринимателя [7]. Он разработал различные системы электрического освещения, высокочастотные генератор и трансформатор, самопишущий ваттметр, один из способов электросварки, а также, например, улучшил рентгеновские трубки. Томсон основал электротехнические компании в Англии, Франции и США. В 1892 г. его компания Thomson–Houston слилась с компанией Эдисона, образовав крупнейшую электротехническую компанию мира — General Electric.

По конструкции репульсионный двигатель, схема которого показана на рис. 4, похож на универсальный двигатель с якорем (1) и возбуждением в виде электромагнита (2). Отличие состоит в том, что щетки двигателя (3) закорочены и могут вручную поворачиваться [8]. При питании переменным напряжением в закороченной обмотке якоря наводится ЭДС и идет ток, направление которого, в соответствии с законом Ленца, таково, что создаваемый им поток противодействует магнитному потоку статора.

Тогда, если в некоторый полупериод питающего напряжения электромагнит (2) имеет полюс N внизу, то якорь (1) — такой же полюс наверху, как показано на рис. 4, что приведет к их взаимному отталкиванию и вращению ротора по часовой стрелке. Это и объясняет название двигателя, которое в дословном переводе означает «отталкивающийся». При этом величина наводимой ЭДС, а значит, и вращающего момента определяются положением щеток. Когда они горизонтальны, ЭДС и момент максимальны (режим пуска). Далее при повороте щеток против часовой стрелки момент будет падать, а скорость нарастать. Таким образом, пуск и скорость репульсионного двигателя легко регулируются разворотом щеток без изменения напряжения питания.

Тем не менее проблемы всех коллекторных двигателей, связанные с искрением, помехами и быстрым износом, были решены лишь после создания асинхронного двигателя. По своему устройству он гораздо проще любого двигателя постоянного тока, поэтому удивительно, что он был изобретен почти на полстолетия позже, несмотря на то, что, как отмечал Илайю Томсон: «Трудно составить такую комбинацию из магнитов переменного тока и кусков меди, которая не имела бы тенденции к вращению» [5].

Рис. 5. Галилео Феррарис (1847–1897)

Асинхронный двигатель базируется на концепции вращающегося магнитного поля, выдвинутой практически одновременно в середине 1880-х гг. двумя выдающимися учеными — Николой Теслой [3] и итальянским профессором физики Галилео Феррарисом (Galileo Ferraris) (рис. 5). Последний родился на севере Италии в семье фармацевта и после окончания Туринского университета стал профессором Музея индустрии, где изучал трансформаторы, многофазные цепи, линии передачи переменного тока, а также оптические приборы. Он прожил короткую жизнь, но успел заслужить в Европе звание «отца трехфазного тока» [5, 9, 10].

Если вернуться к концепции, то во вращающемся магнитном поле вектор магнитного потока статора постоянен по величине, но, в отличие от шагающего поля (рис. 2), непрерывно (равномерно) вращается с синхронной скоростью. Тогда очевидно, что ротор в виде магнита, помещенный внутри такого поля, будет вовлекаться им в синхронное вращение, что и происходит в рассмотренном выше двигателе Уитстона. Однако выяснилось, что аналогично будет вращаться и немагнитный ротор из любого проводящего металла. Еще в 1824 г. известный французский физик академик Доминик Араго (Dominique Arago) продемонстрировал опыт, названный им «магнетизмом вращения» [5] и показанный на рис. 6.

Рис. 6. Опыт Араго

Диск (1) из меди или стали на стеклянной пластине (2) вращался в том же направлении, что и вращающийся магнит (3). Объяснение этому загадочному явлению нашел Майкл Фарадей в 1831 г. после открытия закона электромагнитной индукции (закона Фарадея). Согласно ему, вращающееся магнитное поле магнита индуцирует в диске вихревые токи, создающие собственное магнитное поле, взаимодействующее с вращающимся.

Рис. 7. Опыт Бейли

Этот принцип и лежит в основе современных асинхронных двигателей (в английской литературе — индукционных), имеющих металлический ротор и отличающихся только тем, что в них вращающееся магнитное поле образуется неподвижной обмоткой статора. Первый шаг к созданию такого двигателя был сделан английским физиком Уолтером Бейли (Walter Bailey) в 1879 г., заменившим в опыте Араго вращающийся магнит на четыре электромагнита (2–5), токи в которых переключались последовательно вручную (рис. 7) [5, 10]. Но такое устройство создавало шагающее через 90^o магнитное поле. А как получить непрерывно (равномерно) вращающееся магнитное поле?

На этот вопрос ответил вышеупомянутый Феррарис в 1888 г. в докладе Туринской академии наук, математически сформулировав два условия [5, 10]:

1. Обмотка двигателя должна содержать две независимые части (называемые теперь фазами), магнитные потоки которых геометрически взаимно перпендикулярны.
2. Фазы должны быть запитаны двумя гармоническими напряжениями, сдвинутыми на четверть периода (синус и косинус).

Позднее Михаил Осипович Доливо-Добровольский предложил называть такую систему токов Drehstrom, что в дословном переводе с немецкого означает «вращательный ток» [6].

Рис. 8. Двухфазный двигатель Феррариса

Свою теорию Феррарис блестяще подтвердил макетом двигателя мощностью 3 Вт (рис. 8), имеющего ротор (1) в виде полого медного стаканчика и статор (2) с фазами A и B. Фазы разделены на две секции с разным числом витков, намотанных проводом разного диаметра так, чтобы создавать индуктивный сдвиг фаз токов в 90° при питании от однофазной сети.

В 1890 г. французские инженеры Морис Хитин (Maurice Hutin) и Морис Леблан (Maurice Leblanc) предложили использовать для сдвига фаз токов конденсатор [6]. В таком виде двухфазный двигатель дожил до наших дней под названием конденсаторного двигателя. При этом габариты конденсатора соизмеримы с размерами самого двигателя, поэтому данное техническое решение пригодно только для маломощных двигателей.

Сам Феррарис также заявлял, что «…аппарат, основанный на исследованном нами принципе, не может иметь никакого промышленного значения как двигатель» [10]. Поэтому он его не запатентовал (как, впрочем, и остальные свои открытия) и отклонил, в отличие от Теслы, предложение Вестингауза о сотрудничестве. Тем не менее его работы дали впоследствии повод оспаривать патенты Теслы в некоторых из 25 судебных процессов компании Вестингауза [5, 9]. Пессимистический вывод о перспективах своего двигателя Феррарис сделал, оценив величину его КПД в точке максимума мощности на валу — ниже 50%. Однако в данной точке это справедливо и для двигателей постоянного тока. Поэтому в дальнейшем рабочие точки стали выбирать ближе к скорости холостого хода, где в идеале КПД любого электродвигателя стремится к 100%.

Рис. 9. Двигатель Теслы

Совершенно по другому пути пошел Тесла, предложив в 1887 г. многофазные системы, где сдвинутые напряжения питания фаз вырабатывались питающим генератором, как показано, например, на рис. 9, где: 1 — генератор, 2 — двухфазный двигатель, 3 — контактные кольца генератора, 4 — обмотка ротора (кольца двигателя не показаны) [5, 10].

При положении переключателя ON ротор запитывается постоянным напряжением, и это двухфазный синхронный двигатель с электромагнитным возбуждением. В положении OFF обмотка ротора закорачивается, и получается асинхронный двигатель, названный Теслой индукционным. Эксперт патентного ведомства поначалу не поверил в работоспособность такого странного двигателя, пока Тесла не продемонстрировал ему действующий макет (рис. 10).

Рис. 10. Макет двигателя Теслы

Двигатели Теслы и Феррариса легко запускались от питающей сети, однако с увеличением нагрузки их скорость падала, что подтверждается принципиальным отличием асинхронного двигателя от синхронного. Действительно, асинхронный двигатель развивает вращающий момент лишь при наличии тока, а следовательно, и ЭДС, индуцируемой в роторе. А, по закону Фарадея, это возможно лишь тогда, когда ротор пересекает силовые линии поля статора, т. е. когда скорости их вращения не одинаковы (не синхронны).

Как описано в статье [3], Тесла вместе с Вестингаузом начали активно внедрять асинхронные двигатели в жизнь, однако они были доведены до совершенства и приняли современный вид лишь благодаря трудам нашего соотечественника Михаила Осиповича Доливо-Добровольского, которые будут рассмотрены в следующих статьях.

Что касается многофазных синхронных двигателей, то они нашли широкое применение там, где требуется стабильная скорость вращения, например в компрессорах, приводах генераторов и т. д. Синхронные двигатели с постоянными магнитами входят в состав современных вентильных двигателей, создающих все большую конкуренцию пока еще наиболее распространенным электродвигателям постоянного тока.

• Потребность в двигателях переменного тока возникла при внедрении однофазных осветительных сетей. Первым стал синхронный двигатель Уитстона с постоянными магнитами (1841 г.).

• Однако такие двигатели не имели пускового момента, поэтому на практике применялись универсальные двигатели Сименса и репульсионные двигатели Томсона (1884-5 гг).

• Достаточно мощные двигатели для промышленности были созданы только в середине 1880-х гг., после того как концепция вращающегося магнитного поля была математически сформулирована Феррарисом и реализована в многофазных синхронных и асинхронных двигателях Теслы, запущенных в производство на заводах Вестингауза.

Facebook

Twitter

Вконтакте

Google+

Однофазный синхронный двигатель

| Типы

Основное назначение однофазных синхронных двигателей — обеспечение постоянной скорости, даже если они имеют очень низкий КПД. Их использование обычно ограничивается операциями, в которых скорость имеет решающее значение, а требования к крутящему моменту невысоки.

Малые синхронные двигатели имеют различные типы и конструктивные особенности, но почти всегда относятся к одному из двух типов, описанных ниже.

Реактивные электродвигатели

Обмотка статора реактивного электродвигателя аналогична обмотке электродвигателя с расщепленной фазой или электродвигателя с конденсаторным пуском, а обмотки имеют обычный тип с короткозамкнутым ротором.Ротор, однако, собран из пластин, из которых вырезано несколько зубцов для образования определенных выступающих полюсов. Это можно увидеть на рис. 1 (b) , где пазы в пластине ротора по-прежнему будут содержать обычные части обмотки с короткозамкнутым ротором.

Зазоры или прорези в роторе часто бывают разных размеров, чтобы облегчить запуск. Обратите внимание, что количество полюсов статора не обязательно равно количеству полюсов ротора.

Рисунок 1 Внутренняя конфигурация реактивного двигателя

Двигатель запускается как асинхронный двигатель , а пусковая обмотка размыкается центробежным переключателем примерно на 75% синхронной скорости. Поскольку нагрузка, прикладываемая к этому типу двигателя, сравнительно небольшая, возникает небольшое скольжение.

Выступающие полюса ротора имеют тенденцию намагничиваться полюсами статора и блокироваться. Полюса статора меняются с удвоенной частотой питания.Ротор притягивается полюсами статора в периоды цикла, когда они полностью намагничены.

В период, когда магнитный поток статора низкий, инерция ротора переносит его за пределы положения одного полюса статора, а затем он притягивается к следующему полюсу статора во время нарастания магнитного потока статора. Таким образом, каждый полюс ротора проходит через пространство двух полюсов статора за цикл частоты питания.

Реактивный двигатель запускается как асинхронный двигатель, синхронизируется и продолжает работать с постоянной синхронной скоростью.Если количество выступающих полюсов на роторе в несколько раз превышает количество полюсов статора, двигатель будет работать с постоянной скоростью, которая является кратной синхронной скорости. Это называется вспомогательным синхронным реактивным электродвигателем .

Гистерезисные двигатели

В гистерезисных двигателях ротор изготовлен из особо закаленного стального цилиндра вместо обычных тонких пластин. Он опирается на немагнитную опору, называемую оправкой, и имеет значительные гистерезисные потери .

Таким образом, эффект гистерезиса увеличивается и препятствует любому изменению магнитной полярности ротора после того, как они установлены. Полюса ротора сцепляются с полюсами статора противоположной полярности. Детали ротора показаны на рисунке Рисунок 2 .

Рис. 2 Устройство ротора для гистерезисного двигателя

Обычно синхронный двигатель не имеет пускового момента и, следовательно, не запускается самостоятельно без дополнительных средств.Одним из методов обеспечения движения ротора является использование принципа заштрихованных полюсов.

Движение потока статора через поверхность полюса тянет за собой ротор. Поскольку потоки статора и ротора магнитно заблокированы вместе, ротор работает с синхронной скоростью, определяемой количеством полюсов статора и частотой питания.

Применение однофазных синхронных двигателей

Однофазные синхронные двигатели обычно используются в установках беспроводной и радиосвязи, записывающих устройствах, электрических часах и синхронных сервосистемах.Другое использование — в авиастроении, где частоты переменного тока обычно составляют около 400 Гц, хотя они могут быть намного выше.

Как показывает опыт, размер оборудования переменного тока, работающего на частоте 400 Гц, уменьшается (400/50) в ² раз по сравнению с обычными частотами линий электропередач; то есть количество железа в сердечнике уменьшается примерно в 64 раза. Это приводит к значительному уменьшению размера и веса. Типичное применение — гирокомпасы и другие авиационные приборы.

Синхронные двигатели | Двигатели переменного тока

Однофазные синхронные двигатели

Однофазные синхронные двигатели доступны в небольших размерах для приложений, требующих точного отсчета времени, таких как хронометраж, (часы) и магнитофоны. Хотя кварцевые часы с батарейным питанием широко доступны, часы с питанием от сети переменного тока имеют лучшую долгосрочную точность — в течение нескольких месяцев.

Это связано с тем, что операторы электростанции намеренно поддерживают долгосрочную точность частоты системы распределения переменного тока.Если он отстает на несколько циклов, они восполнят потерянные циклы переменного тока, так что часы не теряют время.

Большие и малые синхронные двигатели

Выше 10 лошадиных сил (10 кВт), более высокий КПД и ведущий коэффициент мощности делают большие синхронные двигатели полезными в промышленности. Большие синхронные двигатели на несколько процентов более эффективны, чем более распространенные асинхронные двигатели, хотя синхронный двигатель более сложен.

Поскольку двигатели и генераторы похожи по конструкции, должна быть возможность использовать генератор в качестве двигателя и, наоборот, использовать двигатель в качестве генератора.

Асинхронный двигатель подобен генератору переменного тока с вращающимся полем. На рисунке ниже показаны небольшие генераторы переменного тока с вращающимся полем постоянного магнита. На рисунке ниже могут быть изображены либо два параллельно подключенных и синхронизированных генератора переменного тока, приводимых в действие механическими источниками энергии, либо генератор переменного тока, приводящий в действие синхронный двигатель. Или это могут быть два двигателя, если подключен внешний источник питания.

Дело в том, что в любом случае роторы должны работать с одинаковой номинальной частотой и находиться в фазе друг с другом.То есть они должны быть синхронизированы . Процедура синхронизации двух генераторов переменного тока заключается в следующем: (1) размыкание переключателя, (2) приведение в действие обоих генераторов с одинаковой скоростью вращения, (3) ускорение или замедление фазы одного блока до тех пор, пока оба выхода переменного тока не будут в фазе, (4) замыкание переключатель до того, как они сойдут по фазе.

После синхронизации генераторы переменного тока будут заблокированы друг с другом, что потребует значительного крутящего момента, чтобы отделить один блок (не синхронизированный) от другого.

Синхронный двигатель, работающий в паре с генератором

Учет крутящего момента синхронных двигателей

Если больший крутящий момент в направлении вращения приложен к ротору одного из вышеупомянутых вращающихся генераторов переменного тока, угол ротора будет увеличиваться (противоположно (3)) по отношению к магнитному полю в катушках статора, пока все еще синхронизирован и ротор подает энергию в сеть переменного тока, как генератор переменного тока.

Ротор также будет выдвинут относительно ротора другого генератора. Если нагрузка, такая как тормоз, приложена к одному из вышеуказанных устройств, угол ротора будет отставать от поля статора, как в (3), извлекая энергию из линии переменного тока, как двигатель.

Если приложен чрезмерный крутящий момент или сопротивление, ротор превысит максимальный угол крутящего момента, продвинется или отстает настолько, что синхронизация будет потеряна. Крутящий момент развивается только при сохранении синхронизации двигателя.

Доведение синхронных двигателей до скорости

В случае использования небольшого синхронного двигателя вместо генератора переменного тока нет необходимости выполнять сложную процедуру синхронизации для генераторов переменного тока. Тем не менее, синхронный двигатель не запускается автоматически и должен быть доведен до приблизительной электрической скорости генератора переменного тока, прежде чем он синхронизируется с частотой вращения генератора.

После набора скорости синхронный двигатель будет поддерживать синхронизм с источником питания переменного тока и развивать крутящий момент.

Синхронный привод синхронный двигатель

Предполагая, что двигатель развивает синхронную скорость, когда синусоидальная волна меняется на положительную на рисунке выше (1), нижняя северная катушка толкает северный полюс ротора, в то время как верхняя южная катушка притягивает северный полюс ротора. Аналогичным образом южный полюс ротора отталкивается верхней южной катушкой и притягивается к нижней северной катушке.

К тому времени, когда синусоида достигает пика в точке (2), крутящий момент, удерживающий северный полюс ротора вверх, является максимальным.Этот крутящий момент уменьшается по мере уменьшения синусоидальной волны до 0 В постоянного тока в точке (3) с минимальным крутящим моментом.

Когда синусоида меняется на отрицательную между (3 и 4), нижняя южная катушка толкает южный полюс ротора, притягивая северный полюс ротора. Подобным образом северный полюс ротора отталкивается верхней северной катушкой и притягивается к нижней южной катушке. В точке (4) синусоида достигает отрицательного пика с удерживающим моментом снова на максимуме. Когда синусоида меняется с отрицательной на 0 В постоянного тока на положительную, процесс повторяется для нового цикла синусоидальной волны.

Обратите внимание: на приведенном выше рисунке показано положение ротора в режиме холостого хода (α = 0 °). На практике нагрузка на ротор приведет к тому, что ротор будет отставать от положений, показанных углом α. Этот угол увеличивается с нагрузкой до тех пор, пока максимальный крутящий момент двигателя не будет достигнут при α = 90 °.

Синхронизация и крутящий момент теряются за пределами этого угла. Ток в катушках однофазного синхронного двигателя пульсирует с переменной полярностью.

Если скорость ротора постоянного магнита близка к частоте этого чередования, он синхронизируется с этим чередованием.Поскольку поле катушки пульсирует и не вращается, необходимо увеличить скорость ротора с постоянными магнитами с помощью вспомогательного двигателя. Это небольшой асинхронный двигатель, похожий на те, что описаны в следующем разделе.

Добавление полюсов снижает скорость

2-полюсный (пара полюсов N-S) генератор будет генерировать синусоидальную волну 60 Гц при вращении со скоростью 3600 об / мин (оборотов в минуту). 3600 об / мин соответствует 60 оборотам в секунду.Подобный 2-полюсный синхронный двигатель с постоянными магнитами также будет вращаться со скоростью 3600 об / мин.

Двигатель с меньшей скоростью может быть сконструирован путем добавления большего количества пар полюсов. 4-полюсный двигатель будет вращаться со скоростью 1800 об / мин, 12-полюсный двигатель — со скоростью 600 об / мин. Показанный стиль конструкции (рисунок выше) предназначен для иллюстрации. Многополюсные синхронные двигатели со статором с более высоким КПД и большим крутящим моментом фактически имеют несколько полюсов в роторе.

Однообмоточный 12-полюсный синхронный двигатель

Вместо того, чтобы наматывать 12 катушек для 12-полюсного двигателя, намотайте одну катушку с двенадцатью встречно-штыревыми элементами стальных полюсов, как показано на рисунке выше.Хотя полярность катушки меняется из-за приложенного переменного тока, предположим, что верхняя часть временно находится на севере, а нижняя — на юге.

Полюса направляют южный поток снизу и снаружи катушки вверх. Эти 6-ю южные части чередуются с 6-ю северными ушками, загнутыми вверх от верхней части стального полюса катушки. Таким образом, стержень ротора с постоянным магнитом столкнется с 6-полюсными парами, соответствующими 6-ти циклам переменного тока за одно физическое вращение стержневого магнита.

Скорость вращения будет 1/6 электрической скорости переменного тока.Скорость ротора будет 1/6 от скорости 2-полюсного синхронного двигателя. Пример: 60 Гц вращает 2-полюсный двигатель со скоростью 3600 об / мин или 600 об / мин для 12-полюсного двигателя.

Перепечатано с разрешения Westclox History на www.clockHistory.com

Статор (рисунок выше) показывает 12-полюсный синхронный часовой двигатель Westclox. Конструкция аналогична предыдущему рисунку с одной катушкой. Конструкция с одной катушкой экономична для двигателей с низким крутящим моментом.Этот двигатель со скоростью 600 об / мин приводит в движение редукторы, перемещая стрелки часов.

Q: Если бы двигатель Westclox работал со скоростью 600 об / мин от источника питания с частотой 50 Гц, сколько полюсов потребовалось бы?

A: У 10-полюсного двигателя будет 5 пар полюсов N-S. Он будет вращаться со скоростью 50/5 = 10 оборотов в секунду или 600 об / мин (10 с-1 x 60 с / мин).

Перепечатано с разрешения Westclox History на www.clockHistory.com

Ротор (рисунок выше) состоит из стержня постоянного магнита и стальной чашки асинхронного двигателя.Шина синхронного двигателя, вращающаяся внутри полюсных лапок, сохраняет точное время. Чашка асинхронного двигателя снаружи стержневого магнита подходит снаружи и над язычками для самозапуска. Одно время выпускались несамозапускающиеся двигатели без чашки асинхронного двигателя.

Трехфазные синхронные двигатели

Трехфазный синхронный двигатель, показанный на рисунке ниже, создает электрически вращающееся поле в статоре. Такие двигатели не запускаются автоматически при запуске от источника питания с фиксированной частотой, например, 50 или 60 Гц, как в промышленных условиях.

Кроме того, ротор является не постоянным магнитом для двигателей мощностью несколько лошадиных сил (несколько киловатт), используемых в промышленности, а является электромагнитом. Большие промышленные синхронные двигатели более эффективны, чем асинхронные. Они используются, когда требуется постоянная скорость. Обладая опережающим коэффициентом мощности, они могут корректировать линию переменного тока на запаздывающий коэффициент мощности.

Три фазы возбуждения статора складываются векторно, чтобы создать единое результирующее магнитное поле, которое вращается f / 2n раз в секунду, где f — частота линии электропередачи, 50 или 60 Гц для промышленных двигателей, работающих от линии электропередачи.Количество полюсов — n. Для числа оборотов ротора в об / мин умножьте на 60.

 S = f120 / n где: S = частота вращения ротора в об / мин f = частота сети переменного тока n = количество полюсов на фазу 

Трехфазный 4-полюсный (на фазу) синхронный двигатель будет вращаться со скоростью 1800 об / мин при мощности 60 Гц или 1500 об / мин при мощности 50 Гц. Если катушки запитываются по очереди в последовательности φ-1, φ-2, φ-3, ротор должен указывать на соответствующие полюса по очереди.

Поскольку синусоидальные волны фактически перекрываются, результирующее поле будет вращаться не ступенчато, а плавно.Например, когда синусоидальные волны φ-1 и φ-2 совпадают, поле будет на пике, указывающем между этими полюсами. Показанный ротор стержневого магнита подходит только для небольших двигателей.

Ротор с несколькими полюсами магнита (внизу справа) используется в любом эффективном двигателе, приводящем в движение значительную нагрузку. Это будут электромагниты с контактным кольцом в крупных промышленных двигателях. Крупные промышленные синхронные двигатели запускаются самостоятельно с помощью встроенных в якорь проводов с короткозамкнутым ротором, действующих как асинхронный двигатель.

Электромагнитный якорь возбуждается только после того, как ротор достигает почти синхронной скорости.

Трехфазный 4-полюсный синхронный двигатель

Малые многофазные синхронные двигатели

Малые многофазные синхронные двигатели можно запускать путем линейного увеличения частоты привода от нуля до конечной рабочей частоты. Многофазные управляющие сигналы генерируются электронными схемами и будут прямоугольными во всех приложениях, кроме самых требовательных.

Такие двигатели известны как бесщеточные двигатели постоянного тока. Истинные синхронные двигатели управляются синусоидальными сигналами. Можно использовать двух- или трехфазный привод, запитав соответствующее количество обмоток статора. Выше показано только 3 фазы.

Электронный синхронный двигатель

На блок-схеме показана приводная электроника, связанная с синхронным двигателем низкого напряжения (12 В постоянного тока). Эти двигатели имеют датчик положения , встроенный в двигатель, который выдает сигнал низкого уровня с частотой, пропорциональной скорости вращения двигателя.

Датчик положения может быть таким же простым, как твердотельные датчики магнитного поля, такие как устройства на эффекте Холла , обеспечивающие синхронизацию (направление тока якоря) для электроники привода. Датчик положения может быть датчиком угла с высоким разрешением, таким как резольвер, индуктосин (магнитный энкодер) или оптический энкодер.

Если требуется постоянная и точная скорость вращения (как для дисковода), могут быть включены тахометр и контур фазовой автоподстройки (рисунок ниже).Этот сигнал тахометра, последовательность импульсов, пропорциональная скорости двигателя, возвращается в контур фазовой автоподстройки частоты, который сравнивает частоту и фазу тахометра со стабильным источником опорной частоты, например кварцевым генератором.

Контур фазовой автоподстройки частоты управляет скоростью синхронного двигателя

Бесщеточный двигатель постоянного тока

Двигатель, управляемый прямоугольными волнами тока, который обеспечивается простыми датчиками Холла, известен как бесщеточный двигатель постоянного тока .Этот тип двигателя имеет более высокое отклонение пульсирующего момента при обороте вала, чем двигатель с синусоидальным приводом. Для многих приложений это не проблема. Хотя в этом разделе нас в первую очередь интересуют синхронные двигатели.

Пульсации крутящего момента двигателя и механический аналог

Пульсация крутящего момента или зубчатость вызывается магнитным притяжением полюсов ротора к полюсным наконечникам статора. (Рисунок выше) Обратите внимание, что катушки статора отсутствуют.Ротор PM можно вращать вручную, но он будет испытывать притяжение к полюсным наконечникам, когда находится рядом с ними.

Аналогично механической ситуации. Будет ли пульсация крутящего момента проблемой для двигателя, используемого в магнитофоне? Да, мы не хотим, чтобы мотор поочередно ускорялся и замедлялся, когда он перемещает аудиозапись мимо кассетной воспроизводящей головки. Будет ли пульсация крутящего момента проблемой для двигателя вентилятора? №

Обмотки, распределенные в ленте, создают более синусоидальное поле

Если двигатель приводится в действие синусоидальными волнами тока, синхронными с обратной ЭДС двигателя, он классифицируется как синхронный двигатель переменного тока, независимо от того, генерируются ли формы волны привода электронными средствами.Синхронный двигатель будет генерировать синусоидальную обратную ЭДС , если магнитное поле статора имеет синусоидальное распределение.

Он будет более синусоидальным, если обмотки полюсов будут распределены в виде ремня по множеству пазов, а не сосредоточены на одном большом полюсе (как показано на большинстве наших упрощенных иллюстраций). Такая конструкция подавляет многие нечетные гармоники поля статора.

Слоты с меньшим количеством обмоток на краю фазовой обмотки могут делить пространство с другими фазами.Намоточные ремни могут принимать альтернативную концентрическую форму, как показано на рисунке ниже.

Концентрические ремни

Для двухфазного двигателя, приводимого в действие синусоидальной волной, крутящий момент постоянен на протяжении всего оборота в соответствии с тригонометрической идентичностью:

 sin2θ + cos2θ = 1 

Для генерации и синхронизации формы сигнала привода требуется более точная индикация положения ротора, чем обеспечивается датчиками Холла, используемыми в бесщеточных двигателях постоянного тока.Резольвер или оптический или магнитный кодировщик обеспечивает разрешение от сотен до тысяч частей (импульсов) на оборот.

Резольвер выдает аналоговые сигналы углового положения в виде сигналов, пропорциональных синусу и косинусу угла вала. Энкодеры обеспечивают цифровую индикацию углового положения в последовательном или параллельном формате.

Привод синусоидальной волны на самом деле может быть от ШИМ, широтно-импульсного модулятора , высокоэффективного метода аппроксимации синусоидальной волны цифровым сигналом.Каждая фаза требует, чтобы управляющая электроника для этой формы сигнала была сдвинута по фазе на соответствующую величину.

ШИМ аппроксимирует синусоидальную волну

Преимущества синхронного двигателя

КПД синхронного двигателя выше, чем у асинхронных двигателей. Синхронный двигатель также может быть меньше, особенно если в роторе используются высокоэнергетические постоянные магниты. Появление современной твердотельной электроники позволяет управлять этими двигателями с регулируемой скоростью.

Асинхронные двигатели используются в основном в железнодорожной тяге. Однако небольшой синхронный двигатель, который устанавливается внутри ведущего колеса, делает его привлекательным для таких применений. Версия для высокотемпературных сверхпроводников этого двигателя составляет от одной пятой до одной трети веса двигателя с медной обмоткой.

Самый большой экспериментальный сверхпроводящий синхронный двигатель способен управлять кораблем класса военно-морской эсминец. Во всех этих применениях важен электронный привод с регулируемой скоростью.Привод с регулируемой скоростью также должен снижать напряжение привода на низкой скорости из-за уменьшения индуктивного сопротивления на более низкой частоте.

Для развития максимального крутящего момента ротор должен отставать от направления поля статора на 90 °. Больше он теряет синхронизацию. Гораздо меньше приводит к снижению крутящего момента. Таким образом, необходимо точно знать положение ротора. А положение ротора по отношению к полю статора необходимо рассчитывать и контролировать.

Этот тип управления известен как векторное управление фазой .Он реализован с помощью быстродействующего микропроцессора, управляющего широтно-импульсным модулятором фаз статора. Статор синхронного двигателя такой же, как и у более популярного асинхронного двигателя.

В результате электронное регулирование скорости промышленного уровня, используемое в асинхронных двигателях, также применимо к большим промышленным синхронным двигателям. Если ротор и статор обычного вращающегося синхронного двигателя раскручены, получается синхронный линейный двигатель.

Этот тип двигателя применяется для точного высокоскоростного линейного позиционирования.

СВЯЗАННЫЙ РАБОЧИЙ ЛИСТ:

Типы синхронных двигателей: полное описание

— Реклама —

Добро пожаловать в блог Linquip. Сегодня и в этой статье мы рассмотрим типы синхронных двигателей. Как вы, возможно, знаете, обычно в электрическом строительстве могут быть два основных типа наиболее часто используемых двигателей. Электрическая система может получить выгоду от одного из этих электродвигателей. Первый называется синхронным двигателем, а второй — асинхронным.Мы объясним различия между этими двумя электродвигателями позже и в другой статье. Здесь мы только обсудим типы синхронных двигателей и поговорим об их особенностях.

Чтобы получить обзор того, с чем вы столкнетесь в этой статье, мы должны сказать, что для тех, кто не знаком с синхронным двигателем, мы подготовили простое определение того, что это такое и как он работает очень кратко и кратко. В третьем разделе этой статьи мы собираемся подробнее рассказать о различных типах синхронных двигателей и о том, чем они отличаются по конструкции и принципу действия.

Наша команда собрала всю необходимую информацию по этой теме, чтобы избавиться от необходимости читать разноплановый контент на других веб-сайтах. Оставайтесь с нами до конца, чтобы найти ответ на свой вопрос по этой теме. Впереди у нас долгий путь, так что сделайте глубокий вдох, сядьте поудобнее и продолжайте читать эту статью до конца.

Что такое синхронный двигатель?

Электродвигатели — это электромеханические устройства, преобразующие электрическую энергию в механическую.По типу ввода они подразделяются на однофазные и трехфазные двигатели. Наиболее распространенными типами трехфазных двигателей являются синхронные двигатели и асинхронные двигатели. Когда трехфазные электрические проводники размещаются в определенных геометрических положениях, то есть под определенным углом друг к другу, создается электрическое поле. Вращающееся магнитное поле вращается с определенной скоростью, известной как синхронная скорость.

Если в этом вращающемся магнитном поле присутствует электромагнит, то электромагнит магнитно блокируется этим вращающимся магнитным полем и вращается с той же скоростью, что и вращающееся поле.Вот почему мы называем этот тип двигателей синхронными двигателями, поскольку скорость ротора двигателя такая же, как и вращающееся магнитное поле.

Подробнее о синхронных двигателях Linquip

: определение, принцип работы, типы и применение

Общая конструкция синхронных двигателей

В предыдущем разделе мы говорили о том, что такое синхронный двигатель и почему он называется синхронным. Фактически, это было введение для тех, кто не знаком с синхронными двигателями.В этом разделе мы кратко обсудим общую структуру синхронных двигателей, а после этого раздела мы перейдем к основной истории, то есть к типам синхронных двигателей.

Статор и ротор являются двумя основными частями синхронного двигателя. Статор становится неподвижным и несет на себе обмотку якоря двигателя. Обмотка якоря является основной обмоткой, из-за которой в двигателе индуцируется ЭДС. Вращатель несет на себе обмотки возбуждения, и в роторе индуцируется основной магнитный поток.Ротор сконструирован двумя способами: ротор с явнополюсным ротором и ротор с невыпадающими полюсами.

В синхронном двигателе используется ротор с явнополюсным ротором. Слово выступ означает, что полюса ротора выступают в сторону обмоток якоря. Ротор синхронного двигателя выполнен из листовой стали. Но почему в роторе используются стальные листы? Пластины уменьшают потери на вихревые токи, возникающие в обмотке трансформатора. Ротор с явнополюсным ротором в основном используется для создания средне- и тихоходных двигателей.Для получения в двигателе используется высокоскоростной цилиндрический ротор.

Типы синхронных двигателей

Что ж, теперь, когда у всех нас есть хорошее представление о синхронных двигателях, лучше сразу перейти к сути вопроса. Синхронные двигатели можно разделить на два типа в зависимости от того, как намагничен ротор.

1. Синхронные двигатели без возбуждения
2. Синхронные двигатели с постоянным током (DC) с возбуждением.

Сначала мы рассмотрим синхронные двигатели без возбуждения и их подмножества и различные конструкции, а затем займемся синхронными двигателями с возбуждением от постоянного тока (DC).

1) Невозбужденный синхронный двигатель

В этом типе ротор изготовлен из стали с высоким удерживающим действием, такой как кобальтовая сталь. На синхронной скорости он вращается с вращающимся магнитным полем статора, поэтому через него проходит почти постоянное магнитное поле. Из-за полевого взаимодействия статора с ротором он становится электромагнитом и имеет северный и южный полюса, которые взаимодействуют с полюсами поля статора, таким образом, ротор перемещается.

Синхронные двигатели этого типа делятся на три категории и доступны в трех исполнениях, каждая из которых имеет уникальные особенности:

1. Гистерезисные синхронные двигатели
2. Реактивные синхронные двигатели
3. Синхронные двигатели с постоянными магнитами

A) Гистерезисные синхронные двигатели Двигатели

Двигатели с гистерезисом представляют собой однофазные двигатели с ротором из ферромагнитного материала.Роторы обладают высокими потерями на гистерезис. Они состоят из хрома, кобальтовой стали или алнико. Они самозапускаются и не нуждаются в дополнительной намотке. Он имеет широкую петлю гистерезиса, что означает, что он намагничивается в заданном направлении; для изменения намагниченности требуется большое обратное магнитное поле.

B) Синхронные двигатели с сопротивлением

Вторая конструкция синхронных двигателей без возбуждения — это сопротивление, которое всегда минимально, когда кусок железа вращается для завершения пути магнитного потока.Сопротивление увеличивается с увеличением угла между ними, когда полюса совмещены с магнитным полем статора. Это создаст крутящий момент, вынуждающий ротор выровняться с полюсом рядом с полем статора. В полюса ротора обычно встроена обмотка с короткозамкнутым ротором, чтобы обеспечить крутящий момент ниже синхронной скорости для запуска двигателя.

C) Синхронные двигатели с постоянными магнитами

Двигатель с постоянными магнитами использует постоянные магниты в стальном роторе для создания постоянного магнитного потока.Ротор блокируется, когда скорость близка к синхронной. Обмотка статора подключена к источнику переменного тока для создания вращающегося магнитного поля. Двигатели с постоянными магнитами похожи на бесщеточные двигатели постоянного тока.

2) Синхронный двигатель с возбуждением постоянным током (DC)

Синхронный двигатель с возбуждением постоянным током требует источника постоянного тока для ротора для создания магнитного поля. Он имеет как обмотку статора, так и обмотку ротора. Постоянный ток может подаваться от отдельного источника постоянного тока или генератора постоянного тока, подключенного к валу двигателя.

Заключение

В этой статье мы предоставили всю важную информацию о различных типах синхронных двигателей. мы привели базовое определение того, что такое синхронный двигатель, а затем перешли к конструкции и внедрению компонентов. В заключительном разделе мы рассказали о различных типах и конструкциях синхронных двигателей. Мы подробно рассказали о каждом типе и объяснили особенности.

Если у вас есть опыт использования любых типов синхронных двигателей и вы знаете о них больше, мы будем очень рады услышать ваше мнение в комментариях на нашем сайте Linquip.Более того, если у вас есть какие-либо вопросы по этой теме, вы можете зарегистрироваться на нашем сайте и ждать, пока наши специалисты ответят на ваши вопросы. Надеюсь, вам понравилась эта статья.

— Объявление —

Синхронный двигатель — строительно-рабочий

Синхронный двигатель и асинхронный двигатель — наиболее широко используемые типы двигателей переменного тока. Конструкция синхронного двигателя аналогична генератору переменного тока. Такая же синхронная машина может использоваться как синхронный двигатель или как генератор переменного тока.Синхронные двигатели доступны в широком диапазоне, обычно мощностью от 150 кВт до 15 МВт со скоростью от 150 до 1800 об / мин.

Конструкция синхронного двигателя

Конструкция синхронного двигателя (с явнополюсным ротором) показана на рисунке слева. Как и любой другой двигатель, он состоит из статора и ротора. Сердечник статора изготовлен из тонкой кремниевой пластинки и изолирован поверхностным покрытием, чтобы минимизировать потери на вихревые токи и гистерезис.Внутри статора имеются осевые пазы, в которых размещена трехфазная обмотка статора. Статор намотан трехфазной обмоткой на определенное количество полюсов, равное полюсам ротора.

Ротор синхронных двигателей в основном является явнополюсным. Питание постоянного тока на обмотку ротора подается через контактные кольца. Постоянный ток возбуждает обмотку ротора и создает электромагнитные полюса. В некоторых случаях также можно использовать постоянные магниты. На рисунке выше очень кратко показана конструкция синхронного двигателя .

Работа синхронного двигателя

Статор намотан на такое же количество полюсов, что и ротор, и питается от трехфазного источника переменного тока. Трехфазный источник переменного тока создает вращающееся магнитное поле в статоре. Обмотка ротора питается от источника постоянного тока, который намагничивает ротор. Рассмотрим двухполюсную синхронную машину , как показано на рисунке ниже.

• Теперь полюса статора вращаются с синхронной скоростью (скажем, по часовой стрелке). Если положение ротора таково, что полюс N ротора находится рядом с полюсом N статора (как показано на первом схематическом рисунке выше), тогда полюса статора и ротора будут отталкиваться друг от друга, и создаваемый крутящий момент будет против часовой стрелки .
• Полюса статора вращаются с синхронной скоростью, они вращаются очень быстро и меняют свое положение. Но очень скоро ротор не сможет вращаться на тот же угол (из-за инерции), и следующая позиция, вероятно, будет второй схемой на приведенном выше рисунке. В этом случае полюса статора будут притягивать полюса ротора, и крутящий момент будет вращаться по часовой стрелке.
• Следовательно, на ротор будет действовать быстро меняющийся крутящий момент, и двигатель не запустится.

Но если ротор вращается до синхронной скорости статора с помощью внешней силы (в направлении вращающегося поля статора), и поле ротора возбуждается около синхронной скорости, полюса статора будут продолжать притягиваться. противоположные полюса ротора (поскольку ротор теперь также вращается вместе с ним, и положение полюсов будет одинаковым на протяжении всего цикла). Теперь ротор будет испытывать однонаправленный крутящий момент. Противоположные полюса статора и ротора заблокируются друг с другом, и ротор будет вращаться с синхронной скоростью.

Характерные особенности синхронного двигателя

• Синхронный двигатель будет работать либо с синхронной скоростью, либо не будет работать вообще.
• Единственный способ изменить его скорость — это изменить его частоту питания. (Поскольку Ns = 120f / P)
• Синхронные двигатели не запускаются автоматически. Им нужна некоторая внешняя сила, чтобы приблизить их к синхронной скорости.
• Они могут работать с любым коэффициентом мощности, как с отставанием, так и с опережением. Следовательно, синхронные двигатели могут использоваться для улучшения коэффициента мощности.

Применение синхронного двигателя

• Поскольку синхронный двигатель может работать как с опережающим, так и с запаздывающим коэффициентом мощности, его можно использовать для улучшения коэффициента мощности. Синхронный двигатель без нагрузки с опережающим коэффициентом мощности подключается к энергосистеме, в которой нельзя использовать статические конденсаторы.
• Используется там, где требуется высокая мощность при низкой скорости. Такие как прокатные станы, измельчители, смесители, насосы, насосы, компрессоры и т. Д.

Типы однофазных двигателей

Дата публикации: 24 мая 2012 | Обновлено: 24-мая-2012 | Категория: Образование | Автор: Kiran | Уровень участника: Silver | Баллы: 50 |

Однофазные двигатели работают от однофазного переменного тока.Однофазные двигатели подразделяются на четыре основных типа: асинхронные двигатели, отталкивающие двигатели, двигатели серии A.C и синхронные двигатели без возбуждения. Классификация этих четырех типов объясняется в этой статье.

Однофазные двигатели

Однофазные двигатели предназначены для работы от однофазного источника переменного тока. Однофазные двигатели находят широкое применение в повседневной жизни, в домах, офисах, мастерских и коммерческих учреждениях. Поэтому однофазные двигатели разрабатываются разных типов для удовлетворения конкретных требований. Однофазные двигатели можно классифицировать как следующим образом.

1. Асинхронные двигатели:
   • Двухфазные двигатели
   • Конденсаторные двигатели
   • Двигатели с экранированными полюсами
2. Отталкивающие двигатели:
   • Двигатель с компенсацией отталкивания
   • Запуск отталкивания — асинхронный двигатель
   Отталкивающий двигатель Серийные двигатели (универсальные двигатели)
   • Синхронные двигатели без возбуждения:
     • Реактивный двигатель
     • Двигатели с гистерезисом

Эти типы более подробно описаны ниже.

Однофазный асинхронный двигатель

Конструкция однофазного асинхронного двигателя в некоторой степени аналогична конструкции трехфазного асинхронного двигателя, за исключением того, что статор однофазного асинхронного двигателя намотан на однофазную обмотку. Эта однофазная обмотка создает переменный магнитный поток, но не вращается. Колеблющийся поток не может создавать однонаправленный пусковой момент в роторе. Но если ротор приводится в первоначальный запуск другими способами, немедленно возникает однонаправленный крутящий момент, и двигатель разгоняется до своей номинальной скорости.Эти двигатели можно классифицировать по способам их запуска следующим образом.

• Двухфазная обмотка:
  В этом типе основная обмотка имеет низкое сопротивление и высокое реактивное сопротивление, пусковая обмотка имеет высокое сопротивление, но низкое реактивное сопротивление. Целью пусковой обмотки является создание разности фаз между основным током и подаваемым напряжением. Центробежный выключатель включен последовательно с пусковой обмоткой. Функция этого переключателя заключается в отключении пусковой обмотки от цепи, когда двигатель достигает 70-80% скорости полной нагрузки.


• Конденсаторные двигатели:
  В этом типе электролитический конденсатор используется последовательно с пусковой обмоткой для создания необходимой разности фаз. Центробежный выключатель отключает пусковую обмотку и конденсатор от цепи возбуждения, когда двигатель достигает своей номинальной скорости. Главный недостаток заключается в том, что эти конденсаторы рассчитаны на очень непродолжительный режим работы и не имеют гарантии на более чем 20 использований. Этот тип можно далее разделить на
  1. Пуск конденсатора — индукционная работа
  2. Пуск конденсатора — двигатели конденсаторной работы
  .Во втором типе конденсатор не отключается даже при нормальной работе двигателя.


• Затененная катушка:
  Эти двигатели имеют выступающие полюса на статоре и роторе с короткозамкнутым ротором. На ламинированных опорах имеется прорезь на расстоянии одной трети от края. В этот паз помещается короткозамкнутая медная катушка, называемая затеняющей катушкой. Затеняющая катушка имеет высокую индуктивность. Следовательно, когда ток проходит через поле, магнитная ось смещается в сторону заштрихованной части, и ротор начинает вращаться в направлении смещения.

Однофазный отталкивающий двигатель

В однофазных отталкивающих двигателях обмотка статора распределенная и неявнополюсного типа. Эти обмотки намотаны в паз статора с гладким сердечником. Статор обычно намотан на четыре, шесть или восемь полюсов. Ротор намотан так же, как у D.C>. мотор. Можно использовать осевой коммутатор (со стержнями, параллельными валу) или радиальный коммутатор (с радиальными стержнями). Используются угольные щетки с коротким замыканием.Когда на обмотку возбуждения подается питание, в обмотке ротора будет индуцироваться ток за счет действия трансформатора. Направление этого тока можно определить по закону Ленца, который будет зависеть от положения короткозамкнутых щеток. Эта индуцированная ЭДС создаст магнитное поле вокруг якоря, и мы можем отрегулировать полюса ротора, отрегулировав положение щеток так, чтобы полюс N ротора находился под полюсом N. Таким образом, из-за сил отталкивания между двумя одинаковыми полюсами двигатель заработает.Эти двигатели можно далее разделить на

• Двигатель с компенсированным отталкиванием:
  Этот двигатель имеет дополнительную обмотку статора, называемую компенсированной обмоткой. Назначение этой компенсированной обмотки — улучшить коэффициент мощности и обеспечить лучшее регулирование скорости. Эта обмотка меньше основной обмотки и намотана во внутреннем пазу каждого основного полюса. Компенсированная обмотка включена последовательно с якорем.


• Пуск отталкивания — асинхронные двигатели:
  В этом типе двигатель запускается по принципу отталкивания, и когда он достигает 75% от его номинальной скорости, коммутатор замыкается накоротко с помощью центробежного короткозамыкающего переключателя.Следовательно, двигатель работает по принципу индукции при нормальных рабочих условиях. Щетки не пропускают ток, поэтому их можно поднимать, чтобы избежать потерь на трение.


• Асинхронный двигатель отталкивания:
  Этот двигатель представляет собой комбинацию отталкивающего и асинхронного двигателя и иногда называется отталкивающим двигателем с короткозамкнутым ротором . Этот двигатель имеет обмотку статора, такую ​​же, как и в обычных отталкивающих двигателях, но обмотка ротора состоит из обмотки с короткозамкнутым ротором и коммутируемой обмотки, аналогичной обмотке d.c. арматура. Обе эти обмотки функционируют в течение всего периода эксплуатации.

Двигатель серии переменного тока

Конструкция двигателя серии переменного тока такая же, как и у двигателя серии постоянного тока. Или можно сказать, что это двигатель серии постоянного тока с некоторыми модификациями. Потери на вихревые токи уменьшаются за счет ламинирования полюсов ярмом. Значения реактивных сопротивлений обмотки возбуждения и якоря уменьшены для повышения коэффициента мощности. Реактивное сопротивление возбуждения также уменьшается за счет уменьшения количества витков обмотки возбуждения, но обмотку якоря следует увеличивать для сохранения того же крутящего момента.

• Универсальный двигатель:
  Универсальный двигатель можно определить как двигатель, работающий как от источника постоянного тока, так и от источника переменного тока. Как правило, универсальный двигатель — это уменьшенная версия двигателя переменного тока. Универсальный двигатель обладает высоким пусковым моментом и частотно-регулируемыми характеристиками. Эти двигатели работают на опасно высокой скорости без нагрузки, поэтому они обычно встроены в устройство, которым они управляют.
  В целом универсальные двигатели можно разделить на два типа:
  
  1. Концентрированный полюс: некомпенсированный тип и низкая номинальная мощность
  2. Распределенное поле: компенсированный тип и высокая номинальная мощность

Однофазные синхронные двигатели без возбуждения

Эти двигатели работать с постоянной скоростью, равной синхронной скорости вращающегося потока.Они не нуждаются в возбуждении постоянного тока для своих роторов, поэтому их называют невозбужденными однофазными синхронными двигателями. Эти двигатели делятся на два типа:

• Реактивные электродвигатели:
  Реактивный электродвигатель имеет статор с разделенной фазой и центробежным переключателем для отключения вспомогательной обмотки при нормальных условиях работы. Статор производит вращающийся поток. Ротор выполнен с беличьей клеткой и имеет магнито-асимметричную конструкцию. Когда обмотка статора находится под напряжением, создается вращающееся магнитное поле, которое оказывает на ротор реактивный момент.Этот крутящий момент отвечает за вращение ротора.


• Двигатели с гистерезисом:
  Статор имеет обмотки с разделением фаз, и эти две обмотки остаются подключенными к однофазной сети. Ротор представляет собой цилиндр из гладкой хромистой стали, обладающий высокой удерживающей способностью, поэтому потери на гистерезис высоки. Ротор не имеет обмотки, он очень плавный, что обеспечивает очень тихую работу. В этом двигателе полюса статора и ротора блокируются друг с другом, что приводит к вращению ротора с синхронной скоростью.

Здесь вы можете прочитать о стандартных типах двигателей с короткозамкнутым ротором.

Типы двигателей переменного тока

Типы двигателей переменного тока ВИДЫ ДВИГАТЕЛЕЙ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

В авиационных системах используются два основных типа двигателей переменного тока: индукционные. двигатели и синхронные двигатели. Любой тип может быть однофазным, двухфазным, или трехфазный.

Трехфазные асинхронные двигатели используются там, где требуется большая мощность. требуется.Они управляют такими устройствами, как стартеры, закрылки, шасси, и гидравлические насосы.

Однофазные асинхронные двигатели используются для управления такими устройствами, как наземные замки, заслонки промежуточного охладителя и запорные масляные клапаны, в которых требование низкое.

Трехфазные синхронные двигатели работают с постоянной синхронной скоростью и обычно используются для управления флюсовыми компасами и синхронизатором гребного винта. системы.

Однофазные синхронные двигатели являются обычными источниками энергии для работы электрические часы и другое мелкое прецизионное оборудование.Они требуют некоторых вспомогательный метод приведения их к синхронным скоростям; то есть начать их. Обычно пусковая обмотка состоит из вспомогательной обмотки статора.

Трехфазный асинхронный двигатель

Трехфазный асинхронный двигатель переменного тока также называют двигателем с короткозамкнутым ротором. И однофазные, и трехфазные двигатели работают по принципу вращающееся магнитное поле. Подковообразный магнит, удерживаемый над стрелкой компаса это простая иллюстрация принципа вращающегося поля.Игла займет положение параллельно магнитному потоку, проходящему между два полюса магнита. Если повернуть магнит, стрелка компаса будет следить. Вращающееся магнитное поле может создаваться двух- или трехфазным ток, протекающий через две или более группы катушек, намотанных внутрь, выступающих внутрь столбы железного каркаса. Катушки на каждой группе полюсов намотаны поочередно. в противоположных направлениях для получения противоположной полярности, и каждая группа подключен к отдельной фазе напряжения.Принцип работы зависит от на вращающемся или вращающемся магнитном поле для создания крутящего момента. Ключ к пониманию асинхронного двигателя — это полное понимание вращающееся магнитное поле.

Вращающееся магнитное поле

Структура поля, показанная в А из рисунок 9-83 имеет полюса, обмотки которых запитаны тремя переменными напряжениями: a, b и c. Эти напряжения имеют одинаковую величину, но различаются по фазе, как показано на B на рисунке 9-83.

В момент времени, показанного как 0 в B фигура 9-83, результирующее магнитное поле, создаваемое приложением три напряжения имеют наибольшую интенсивность в направлении, простирающемся от от полюса 1 к полюсу 4. При этом условии полюс 1 можно рассматривать как северный полюс и полюс 4 как южный полюс.

В момент времени, обозначенный цифрой 1, результирующее магнитное поле будет имеют наибольшую интенсивность в направлении от полюса 2 к полюсу 5; в этом случае полюс 2 можно рассматривать как северный полюс, а полюс 5 — как южный полюс.Таким образом, между моментом 0 и моментом 1 магнитное поле повернулся по часовой стрелке.

В момент 2 результирующее магнитное поле имеет наибольшую напряженность. в направлении от полюса 3 к полюсу 6, и результирующее магнитное поле продолжал вращаться по часовой стрелке.

В момент 3 полюса 4 и 1 можно рассматривать как северный и южный полюсы, соответственно, и поле повернулось еще дальше.

В более поздние моменты времени результирующее магнитное поле поворачивается к другому позиции при движении по часовой стрелке, один оборот поля, происходящего за один цикл.Если возбуждающие напряжения имеют частоту 60 гц, магнитное поле делает 60 оборотов в секунду, или 3600 об / мин. Эта скорость известна как синхронная скорость вращающегося поля.

Конструкция асинхронного двигателя

Стационарная часть асинхронного двигателя называется статором, и вращающийся элемент называется ротором. Вместо выступающих полюсов в статор, как показано в A на рисунке 9-83, распределен используются обмотки; эти обмотки размещены в пазах по периферии статора.

Обычно невозможно определить количество полюсов в индукции. двигатель при визуальном осмотре, но информацию можно получить на паспортная табличка мотора. На паспортной табличке обычно указано количество полюсов. и скорость, с которой двигатель предназначен для работы. Это оцененное или несинхронное, скорость немного меньше синхронной скорости. Чтобы определить количество количества полюсов на фазу двигателя, разделите частоту в 120 раз на Номинальная скорость; записано в виде уравнения:

где: P — количество полюсов на фазу, f — частота в гц, N — номинальная скорость в об / мин, 120 — постоянная.

Результат будет почти равен количеству полюсов на фазу. Например, рассмотрите 60-тактный трехфазный двигатель с номинальной скоростью. 1750 об. / мин. В этом случае:

Следовательно, у двигателя четыре полюса на фазу. Если количество полюсов для каждой фазы указано на паспортной табличке, можно определить синхронную скорость путем деления частоты в 120 раз на количество полюсов на фазу. В в примере, использованном выше, синхронная скорость равна 7200 разделенным на 4, или на 1800 об / мин.

Ротор асинхронного двигателя состоит из железного сердечника. с продольными прорезями по окружности, в которых тяжелая медь или алюминиевые стержни врезаны. Эти стержни приварены к тяжелому кольцу из высокая проводимость на обоих концах. Составную конструкцию иногда называют беличья клетка, а двигатели, содержащие такой ротор, называются беличьими асинхронные двигатели с клеткой. (См. Рисунок 9-84.) Асинхронный двигатель скольжения Когда ротор асинхронного двигателя подвергается вращающемуся магнитному поле, создаваемое обмотками статора,

в продольных стержнях индуцируется напряжение.Наведенное напряжение вызывает ток, чтобы течь через стержни. Этот ток, в свою очередь, производит собственное магнитное поле, которое сочетается с вращающимся полем, так что ротор принимает положение, в котором индуцированное напряжение минимизировано. В качестве в результате ротор вращается почти с синхронной скоростью поле статора, разность скоростей достаточна, чтобы вызвать правильное количество тока в роторе для преодоления механических и электрические потери в роторе.Если бы ротор вращался с той же скоростью как вращающееся поле, проводники ротора не будут разрезаны никаким магнитным силовые линии, без ЭДС будет индуцироваться в них, ток не может течь, и не было бы крутящего момента. Тогда ротор замедлится. Для этого причина, всегда должна быть разница в скорости между ротором и вращающееся поле. Эта разница в скорости называется скольжением и выражается в процентах от синхронной скорости. Например, если ротор вращается при 1750 об / мин и синхронной скорости 1800 об / мин, разница в скорость 50 об / мин.Тогда проскальзывание будет равно 50/1800 или 2,78 процента.

Однофазный асинхронный двигатель

Предыдущее обсуждение относилось только к многофазным двигателям. Один фазный двигатель имеет только одну обмотку статора. Эта обмотка генерирует поле который просто пульсирует, а не вращается. Когда ротор неподвижен, расширяющееся и сжимающееся поле статора индуцирует токи в роторе. Эти токи создают поле ротора, противоположное полярности поля ротора. статор.Противостояние поля оказывает поворачивающее усилие на верхнюю и нижние части ротора пытаются повернуть его на 180 ° от своего положения. Поскольку эти силы действуют через центр ротора, вращение сила одинакова в каждом направлении. В результате ротор не вращается. Если ротор начал вращаться, он продолжит вращаться в направлении в котором он запускается, так как вращающая сила в этом направлении поддерживается по импульсу ротора.

Асинхронный двигатель

с экранированными полюсами

Первая попытка разработать самозапускающуюся однофазную Двигатель представлял собой асинхронный двигатель с экранированными полюсами (рисунок 9-85).У этого двигателя есть выступающие полюса, часть каждого полюса окружена тяжелое медное кольцо. Наличие кольца вызывает магнитное поле через кольцевидную часть лицевой стороны полюса, чтобы заметно отставать от этого через другую часть полюсной грани. Чистый эффект — производство небольшой составляющей вращения поля, достаточной, чтобы вызвать ротор вращаться. По мере ускорения ротора крутящий момент увеличивается до тех пор, пока номинальная скорость получается. Такие двигатели обладают низким пусковым моментом и находят их наибольшее применение в небольших двигателях вентиляторов, где начальный крутящий момент требуется низкий.

На рисунке 9-86 показана схема полюса и ротора. Полюса двигателя с экранированными полюсами напоминают двигатель постоянного тока. Катушка с низким сопротивлением, короткозамкнутая или медная полоса помещается поперек один наконечник каждого маленького полюса, от которого двигатель получает название затененного столб. Ротор этого двигателя — беличья клетка. По мере увеличения тока в обмотке статора увеличивается магнитный поток.Часть этого потока разрезает затеняющую катушку с низким сопротивлением. Это побуждает ток в затеняющей катушке, и по закону Ленца ток устанавливает поток, который противостоит потоку, вызывающему ток. Следовательно, большая часть потока проходит через незатененную часть полюсов, как показано на рисунке 9-86.

Когда ток в обмотке и главный поток достигает максимума, скорость изменения равна нулю; таким образом, нет ЭДС. индуцируется в затеняющей катушке.Чуть позже ток затеняющей катушки, вызывающий наведенную э.д.с. отставать, достигает нуля, и нет встречного потока. Поэтому основные поток поля проходит через заштрихованную часть полюса поля.

Основной поток поля, который теперь уменьшается, индуцирует ток в затеняющая катушка. По закону Ленца этот ток создает поток, противодействующий уменьшение потока основного поля в заштрихованной части полюса. Эффект состоит в том, чтобы сконцентрировать силовые линии в заштрихованной части полюсное лицо.

Фактически, затеняющая катушка задерживает во временной фазе часть поток, проходящий через заштрихованную часть полюса. Это отставание во времени флюса в затемненном наконечнике заставляет флюс производить эффект движение по лицевой стороне шеста слева направо в направлении заштрихованного кончика. Это ведет себя как очень слабое вращающееся магнитное поле, и крутящий момент, достаточный для запуска небольшого двигателя.

Пусковой момент двигателя с экранированными полюсами очень слабый, и коэффициент мощности низкий.Следовательно, он построен в размерах, подходящих для управляя такими устройствами, как маленькие вентиляторы.

Двигатель с расщепленной фазой

Существуют различные типы самозапускаемых двигателей, известные как расщепленные фазы. моторы. У таких двигателей пусковая обмотка смещена на 90 электрических градусов. от основной или беговой обмотки. У некоторых типов пусковая обмотка имеет довольно высокое сопротивление, из-за которого ток в этой обмотке не совпадают по фазе с током в бегущей обмотке.Это условие производит, по сути, вращающееся поле и ротор вращаются. Центробежный переключатель автоматически отключает пусковую обмотку после того, как ротор достигнет примерно 25 процентов от его номинальной скорости.

Конденсаторный пусковой двигатель

С развитием электролитических конденсаторов большой емкости появилась разновидность двигателя с расщепленной фазой, известного как двигатель с конденсаторным пуском, сделал. Практически все двигатели с дробной мощностью, используемые сегодня в холодильниках, масляные горелки и другие подобные устройства относятся к этому типу.(Видеть фигура 9-87.) В этом приспособлении пусковая обмотка и ходовая обмотка имеют одинаковый размер и значение сопротивления. Фазовый сдвиг между токами двух обмоток получается с помощью конденсаторов, соединенных последовательно со стартовой обмоткой.

Двигатели с конденсаторным пуском имеют пусковой крутящий момент, сопоставимый с их крутящим моментом. при номинальной скорости и может использоваться в приложениях, где начальная нагрузка тяжелый. Опять же, требуется центробежный выключатель для отключения пускового обмотка, когда скорость ротора составляет примерно 25 процентов от номинальной скорости.

Хотя некоторые однофазные асинхронные двигатели имеют мощность до 2 л.с. (лошадиные силы), основная область применения — 1 л.с. или меньше при напряжении номинальное значение 115 вольт для меньших размеров и от 110 до 220 вольт для одной четверти л.с. и выше. Для еще большей мощности многофазные двигатели обычно б / у, так как они обладают отличными характеристиками пускового момента.

Направление вращения асинхронных двигателей

Направление вращения трехфазного асинхронного двигателя можно изменить просто поменяв местами два провода к двигателю.Тот же эффект может быть полученным в двухфазном двигателе путем обратного подключения к одной фазе. В однофазном двигателе обратное подключение к пусковой обмотке изменит направление вращения.

Большинство однофазных двигателей общего назначения имеют для быстрого реверсирования подключений к пусковой обмотке. Ничего не может для двигателя с экранированными полюсами, чтобы изменить направление вращения, потому что направление определяется физическим расположением медной штриховки звенеть.

Если после пуска разорвется одно соединение с трехфазным двигателем, двигатель будет продолжать работать, но будет обеспечивать только одну треть номинальной власть. Кроме того, двухфазный двигатель будет работать на половину своей номинальной мощности, если одна фаза отключена. Ни один из двигателей не запустится при этих ненормальных условия.

Синхронный двигатель

Синхронный двигатель — один из основных типов двигателей переменного тока. Нравиться асинхронный двигатель, синхронный двигатель использует вращающийся магнитный поле.Однако, в отличие от асинхронного двигателя, развиваемый крутящий момент не зависят от индукции токов в роторе. Вкратце принцип работы синхронного двигателя выглядит следующим образом: Многофазный источник переменного тока приложено к обмоткам статора, и вращающееся магнитное поле производится. На обмотку ротора подается постоянный ток, а другой создается магнитное поле. Синхронный двигатель спроектирован и сконструирован таким образом эти два поля реагируют друг на друга таким образом, что ротор тащится и вращается с той же скоростью, что и вращающийся магнитный поле, создаваемое обмотками статора.

Понимание работы синхронного двигателя можно получить, рассматривая простой двигатель на рис. 9-88. Предполагать что полюса A и B вращаются по часовой стрелке с помощью некоторых механических средств чтобы создать вращающееся магнитное поле, они индуцируют полюса противоположных полярность ротора из мягкого железа, и силы притяжения существуют между соответствующие северный и южный полюса. Следовательно, когда полюса A и B вращаются, ротор увлекается на такая же скорость.Однако, если к валу ротора приложена нагрузка, ротор ось на мгновение отстанет от оси вращающегося поля, но после этого будет продолжать вращаться с полем с той же скоростью, пока нагрузка остается постоянной. Если нагрузка слишком велика, ротор выйдет из строя. синхронизма с вращающимся полем и, как следствие, больше не будет вращаться с полем с одинаковой скоростью. В этом случае говорят, что двигатель перегружен. Такой простой двигатель, как показанный на рисунке 9-88, никогда не используется.В идея использования каких-либо механических средств вращения полюсов непрактична потому что для выполнения этой работы потребуется другой двигатель. Также такие расположение не требуется, потому что вращающееся магнитное поле может быть производятся электрически с использованием фазированного переменного напряжения. В этом отношении синхронный двигатель аналогичен асинхронному двигателю.

Синхронный двигатель состоит из обмотки возбуждения статора, аналогичной у асинхронного двигателя.Обмотка статора создает вращающийся магнитный поле. Ротор может быть постоянным магнитом, как в небольших однофазных синхронных двигатели, используемые для часов и другого небольшого прецизионного оборудования, или это может быть электромагнит, питаемый от источника постоянного тока и питаемый через скольжение кольца в обмотки возбуждения ротора, как в генераторе переменного тока. Фактически, генератор может работать как генератор переменного тока или как синхронный двигатель.

Поскольку синхронный двигатель имеет небольшой пусковой момент, некоторые средства должны быть обеспечен, чтобы довести его до синхронной скорости.Самый распространенный метод состоит в том, чтобы запустить двигатель без нагрузки, дать ему достичь полной скорости, а затем возбудить магнитное поле. Магнитное поле ротора блокируется с магнитное поле статора и двигателя работает синхронно скорость.

Величина наведенных полюсов в роторе, показанная на фигура 9-89 настолько мал, что достаточный крутящий момент не может быть развит для большинства практические нагрузки. Чтобы избежать такого ограничения работы двигателя, обмотка размещен на роторе и запитан постоянным током.Реостат, включенный последовательно с источником постоянного тока предоставляет оператору машины средства варьируя силу полюсов ротора, таким образом ставя двигатель под контроль для переменных нагрузок.

Синхронный двигатель не самозапускающийся. Ротор тяжелый и, с полной остановки, невозможно привести ротор в магнитное замок с вращающимся магнитным полем. По этой причине все синхронные у моторов есть какое-то пусковое устройство.Один из типов простых стартеров — это другой двигатель, переменного или постоянного тока, который доводит ротор примерно до 90 процентов от его синхронной скорости. Затем пусковой двигатель отключается, и ротор блокируется синхронно с вращающимся полем. Другой способ запуска — вторая обмотка на роторе типа «беличья клетка». Эта индукция обмотка приводит ротор почти к синхронной скорости, и когда постоянный ток соединенный с обмотками ротора, ротор движется синхронно с полем.Последний метод используется чаще.

Двигатель серии

переменного тока

Двигатель переменного тока является однофазным, но не асинхронный или синхронный двигатель. Он похож на двигатель постоянного тока в этом у него есть щетки и коммутатор. Двигатель серии переменного тока будет работать либо на цепи переменного или постоянного тока. Напомним, что направление вращения двигатель постоянного тока не зависит от полярности приложенного напряжения, при условии, что соединения поля и якоря останутся неизменными.Следовательно, если двигатель постоянного тока подключен к источнику переменного тока, крутящий момент будет развиваться который имеет тенденцию вращать якорь в одном направлении. Однако серия постоянного тока двигатель неудовлетворительно работает от сети переменного тока в следующих случаях: причины:

1. Переменный поток создает большие вихревые токи и гистерезисные потери. в неизолированных частях магнитной цепи и вызывает чрезмерное нагрев и снижение эффективности.

2. Самоиндукция обмоток возбуждения и якоря вызывает низкий фактор силы.

3. Поток переменного поля создает большие токи в катушках, которые закорачиваются щетками; это действие вызывает чрезмерное искрение на коммутаторе.

Чтобы спроектировать серийный двигатель для удовлетворительной работы на переменном токе, следующие внесены изменения:

1. Потери на вихревые токи уменьшаются за счет ламинирования полюсов поля, каркас и арматура. 2.Потери на гистерезис минимизируются за счет использования трансформаторного типа с высокой проницаемостью, листы кремнистой стали. 3. Реактивное сопротивление обмоток возбуждения поддерживается на достаточно низком уровне за счет с использованием неглубоких полюсных наконечников, нескольких витков провода, низкой частоты (обычно 25 циклов для больших двигателей), низкой плотности потока и низкого сопротивления (короткое воздушный зазор). 4. Реактивное сопротивление якоря уменьшается за счет использования компенсирующего обмотка заделана в полюсные наконечники. Если компенсирующая обмотка подключена последовательно с якорем, как показано на рисунке 9-90, якорь является токопроводящим. компенсируется.
	Если компенсационная обмотка спроектирована, как показано на рисунке 9-91, якорь имеет индуктивную компенсацию. Если двигатель предназначен для работы в цепях постоянного и переменного тока компенсирующая обмотка включена последовательно. с арматурой. Ось компенсационной обмотки смещена от ось основного поля на угол 90 °. Это расположение похоже к компенсирующей обмотке, используемой в некоторых двигателях и генераторах постоянного тока для преодоления реакция якоря. Компенсирующая обмотка устанавливает противодействующий магнитодвиг. силы, нейтрализующей действие магнитодвижущей силы якоря, предотвращающей искажение потока основного поля и уменьшение реактивного сопротивления якоря. Якорь с индуктивной компенсацией действует как первичная обмотка трансформатора, вторичная обмотка которого является закороченной компенсирующей обмоткой. Замкнутый вторичная обмотка получает индуцированное напряжение под действием переменного поток якоря, и результирующий ток, протекающий через витки компенсационная обмотка устанавливает противодействующую магнитодвижущую силу, нейтрализуя реактивное сопротивление якоря.
5. Искры на коммутаторе уменьшаются за счет использования предохранительных проводов. P1, P2, P3 и т. Д., Как показано на рисунке 9-92, где кольцевой якорь показан для простоты. Когда катушки в A и B закорочены щетками, индуцированный ток ограничен относительно высоким сопротивлением ведет. Искры на щетках также уменьшаются за счет использования катушек якоря. имея только однооборотные и многополюсные поля. Получается высокий крутящий момент за счет наличия большого количества проводников якоря и большого диаметра якоря.Таким образом, коммутатор имеет большое количество очень тонких коммутаторных стержней и напряжение якоря ограничено примерно 250 вольт. Двигатели переменного тока с дробной мощностью называются универсальными двигателями. У них нет компенсационных обмоток или предохранительных проводов. Они используются широко использовать вентиляторы и переносные инструменты, такие как дрели, шлифовальные машины, и пилы.

Как работает однофазный синхронный двигатель? — Цементные ответы

Однофазные синхронные двигатели В однофазной электрической системе переменный ток чередуется, протекая в одном направлении в цепи, а затем реверсируя его в другом направлении.При таком чередовании один цикл повторяется 60 раз в секунду.

Сравнение однофазного синхронного и трехфазного синхронного двигателя Синхронные двигатели работают с низкоскоростными нагрузками с большой мощностью и часто обеспечивают повышенный коэффициент мощности для электрической системы. Количество пар полюсов в синхронном двигателе контролирует скорость двигателя. Гистерезисный двигатель самозапускается за счет использования петли гистерезиса в стальном роторе и отставания ротора по фазе от вращающегося поля статора.В отличие от двигателей с гистерезисом, реактивные двигатели не запускаются самостоятельно и требуют встроенной обмотки с короткозамкнутым ротором для установления крутящего момента, необходимого для запуска двигателя, когда скорость остается ниже синхронной скорости.

В чем разница между асинхронным двигателем и синхронным двигателем? Трехфазный синхронный двигатель — это машина с двойным возбуждением, тогда как асинхронный двигатель — это машина с одним возбуждением. Обмотка якоря синхронного двигателя питается от источника переменного тока, а его обмотка возбуждения — от источника постоянного тока.Обмотка статора асинхронного двигателя питается от источника переменного тока.

Что такое однофазный синхронный двигатель? Однофазные синхронные двигатели В однофазной электрической системе переменный ток чередуется, протекая в одном направлении в цепи, а затем реверсируя его в другом направлении. При таком чередовании один цикл повторяется 60 раз в секунду.

Какой мотор не имеет щеток? Двигатели BLDC

Как узнать, является ли двигатель асинхронным или синхронным? Синхронный двигатель может работать только с синхронной скоростью.В двух словах, крутящий момент в асинхронном двигателе создается из-за относительной скорости, тогда как в синхронном двигателе производство крутящего момента происходит из-за углового отставания между двумя полями.

Дополнительные вопросы

Есть ли у двигателей переменного тока коммутаторы?

Коммутаторы

используются в машинах постоянного тока (DC): динамо-машинах (генераторах постоянного тока) и многих двигателях постоянного тока, а также в универсальных двигателях. Поэтому использование коммутируемых машин сокращается, их заменяют машины переменного тока (AC), а в последние годы — бесщеточные двигатели постоянного тока, в которых используются полупроводниковые переключатели.

Есть ли у синхронных двигателей щетки?

Ротор может иметь постоянные магниты или обмотки, запитываемые выпрямленным постоянным током, питаемыми через щетку и контактное кольцо. Скорость вращающегося поля статора называется синхронной скоростью.

Есть ли у асинхронного двигателя щетки?

Отличия от двигателей постоянного тока Асинхронные двигатели переменного тока не имеют щеток и имеют гораздо более длительный срок службы. Скорость двигателя постоянного тока регулируется путем изменения тока якоря, в то время как управление скоростью двигателя переменного тока достигается путем изменения частоты переменного тока, часто с помощью частотно-регулируемого привода (ЧРП).

Что такое мотор щеточного типа?

Щеточный электродвигатель постоянного тока — это электродвигатель с внутренней коммутацией, предназначенный для работы от источника постоянного тока. Поскольку щетки изнашиваются и требуют замены, бесщеточные двигатели постоянного тока, использующие силовые электронные устройства, вытеснили щеточные двигатели из многих приложений.

Каков принцип синхронного двигателя?

Синхронный двигатель — это двигатель, в котором ротор обычно вращается с той же скоростью, что и вращающееся поле в машине.Принцип работы синхронного двигателя можно понять, если рассмотреть обмотки статора, подключенные к трехфазному источнику переменного тока.

Как работает однофазный синхронный двигатель?

Однофазные синхронные двигатели В однофазной электрической системе переменный ток чередуется, протекая в одном направлении в цепи, а затем реверсируя его в другом направлении. При таком чередовании один цикл повторяется 60 раз в секунду.

Что такое синхронный электродвигатель?

Синхронный двигатель — это двигатель, в котором ротор обычно вращается с той же скоростью, что и вращающееся поле в машине. Статор аналогичен статору асинхронной машины, состоящей из цилиндрической железной рамы с обмотками, обычно трехфазными, расположенными в пазах по внутренней периферии.

Есть ли у двигателей переменного тока щетки?

Асинхронные двигатели

переменного тока не имеют щеток и имеют гораздо более длительный срок службы. Скорость двигателя постоянного тока регулируется путем изменения тока якоря, в то время как управление скоростью двигателя переменного тока достигается путем изменения частоты переменного тока, часто с помощью частотно-регулируемого привода (ЧРП).

Как работает однофазный двигатель?

Моторы электромобилей бесщеточные?

Для обоих двигателей требуются одинаковые приводы. Щеточные двигатели постоянного тока могут работать непосредственно от батареи, но тип двигателя, на который вы смотрите в электромобиле, — это бесщеточный двигатель постоянного тока. Пусковой крутящий момент у бесщеточного двигателя обычно выше, чем у асинхронных двигателей.

Почему он называется синхронным двигателем?

Следовательно, ротор вращается с той же скоростью, что и вращающееся магнитное поле.Это связано с тем, что двигатель называется синхронным двигателем. Это двигатель с постоянной скоростью, потому что, несмотря на увеличение нагрузки, двигатель работает с той же синхронной скоростью.

В чем разница между синхронным и асинхронным двигателем?

Синхронный двигатель — это машина, скорость ротора которой равна скорости магнитного поля статора. Асинхронный двигатель — это машина, ротор которой вращается со скоростью меньше синхронной. Синхронному двигателю требуется дополнительный источник постоянного тока для первоначального вращения ротора примерно до синхронной скорости.

У всех электродвигателей есть щетки?

Щетки внутри электродвигателей используются для подачи тока на обмотки электродвигателя через контакты коммутатора. Бесщеточные двигатели не имеют этих токоведущих коммутаторов. Обмотки находятся на роторе (вращающаяся часть двигателя) для щеточных двигателей и на статоре (неподвижная часть двигателя) для бесщеточных двигателей.

Синхронный двигатель — это асинхронный двигатель?

Синхронный двигатель — это асинхронный двигатель?

Из чего сделаны моторы электромобилей?

Трехфазный четырехполюсный асинхронный двигатель состоит из двух основных частей: статора и ротора.