Elektromotoren zijn stevig verankerd als de belangrijkste componenten van de meeste apparaten die dagelijks door mensen worden gebruikt. Een van de soorten elektrische machines om het werklichaam te roteren, is een synchrone elektromotor. Kenmerken van het apparaat en het werkingsprincipe van een synchrone motor, we zullen verder kijken.
Apparaat
Structureel gezien is elke synchrone eenheid een stator en een rotor gecombineerd in één behuizing. De statorwikkeling wordt gewikkeld in de sleuven van een stationair magnetisch circuit, samengesteld uit ferromagnetisch materiaal. Het rotorontwerp kan een wikkeling omvatten die op een stalen frame is gemonteerd of een permanente magneet die op een as is gemonteerd. De taak van zowel de ene als de tweede is om een magnetische flux te creëren die interageert met het elektromagnetische veld van de stator.
Werkingsprincipe
Op basis van clausule 53 van GOST 27471-87 betekent het concept van een synchrone motor een contactloze machine die werkt op wisselstroom. Waarin, in de stabiele toestand, de verhouding van de rotorsnelheid tot de huidige frequentie in de ankerwikkelingen niet afhankelijk is van de grootte van de belasting bij nominaal bedrijf.
Praktisch gezien ziet het er als volgt uit:
- op de statorwikkelingen wordt een driefasige spanning aangelegd, ook wel anker genoemd;
- naarmate de amplitude van de sinusoïde in één fase toeneemt, zullen de stroom en het elektromagnetische veld gecreëerd rond de wikkeling proportioneel toenemen;
- gezien het feit dat de sinusoïde afwisselend toeneemt in alle drie de fasen van de motor, zal de piek van het maximale elektromagnetische veld met de klok mee van de ene wikkeling naar de andere verschuiven;
- het magnetische veld van de rotor (inductor) wordt afwisselend aangetrokken door zijn eigen polen naar het tegenovergestelde teken van de statorveldvector.
Als resultaat van deze interactie vindt translatierotatie van de synchrone motoras om zijn as plaats. Aangezien door een onafhankelijke bron gevormde elektrische leidingen constant in de inductor aanwezig zijn, komt de rotatiefrequentie ervan volledig overeen met de frequentie van de spanning die aan de ankerwikkelingen wordt geleverd. Synchronisme vindt plaats in de motor.
Soorten synchrone motoren
Over het algemeen zijn synchrone motoren onderverdeeld in verschillende categorieën, afhankelijk van hun ontwerpkenmerken.
Dus, om een flux van excitatie te verkrijgen, gebruik:
- rotorwikkeling - om elektromagnetische interactie te waarborgen, wordt de stroom naar de wikkeling geleverd door een externe bron;
- magnetische rotor - het magnetische hulpveld van de rotor wordt gecreëerd door permanente magneten die erop zijn geïnstalleerd;
- jet rotor - de vorm van het magnetische circuit van de inductor is zo gemaakt dat de krachtlijnen van het anker worden gebroken om een synchrone rotatie te verkrijgen.
Afhankelijk van het ontwerp van de rotor worden een uitspringende pool en een impliciete pool-synchrone motor onderscheiden.
Afhankelijk van de bedrijfsmodus kunnen ze worden gebruikt als elektromotor, generator of synchrone compensator.
Bedrijfsmodi
In de praktijk kan elke elektrische machine in verschillende bedrijfsmodi worden gebruikt:
- Motormodus - de unit werkt volgens het principe dat elektrische energie wordt omgezet in mechanische energie. De spanning wordt op de ankerleidingen gezet en omgezet in rotatiekracht op de rotor.
- Generatormodus - in dit geval draait de motoras als gevolg van de turbine of een ander object en wordt de gegenereerde spanning verwijderd van de ankerleidingen.
- Synchrone compensator - de elektromotor is stationair op het distributienet aangesloten. Dit verhoogt de arbeidsfactor van het systeem vanwege het verbruik van blindvermogen.
P.S. Meer andere details over synchrone motor, en ook over hoe deze verschilt van een inductiemotor, zie de video: