- Synchroniczna struktura silnika
- Zasady działania silnika synchronicznego
- Sposoby rozpoczęcia
- Aplikacja
Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!
Ogólnie rzecz biorąc, silnik elektryczny jest urządzeniem elektromechanicznym, które przekształca energię elektryczną w energię mechaniczną.
W zależności od rodzaju połączenia silniki są jednofazowe i 3-fazowe. Wśród silników 3-fazowych najpowszechniejsze są silniki indukcyjne (asynchroniczne) i synchroniczne.
Gdy przewody elektryczne są umieszczone w pewnej pozycji geometrycznej (pod pewnym kątem względem siebie) w silniku 3-fazowym, powstaje pole elektryczne. Wygenerowane pole elektromagnetyczne obraca się z określoną prędkością, co nazywa się prędkością synchroniczną.
Jeśli elektromagnes jest obecny w tym obracającym się polu magnetycznym, jest magnetycznie zamknięty tym wirującym polem i obraca się z prędkością tego pola. W rzeczywistości jest to silnik nieregulowany, ponieważ ma tylko jedną prędkość, która jest synchroniczna, i nie może tam być prędkości pośrednich. Innymi słowy, działa synchronicznie z częstotliwością sieci. Poniżej przedstawiono formułę prędkości synchronicznej:
N s = 120F / p
Synchroniczna struktura silnika
Zasadniczo jego struktura jest prawie taka sama jak trójfazowego silnika asynchronicznego, z wyjątkiem faktu, że źródło prądu stałego jest dostarczane do wirnika (dowiemy się później). W międzyczasie weź pod uwagę podstawową strukturę tego typu silnika.
Na rysunku pokazano urządzenie tego typu silnika. Do stojana doprowadzane jest napięcie 3-fazowe, a do wirnika dostarczane jest źródło prądu stałego.
Główne właściwości silników synchronicznych:
- Synchroniczne silniki elektryczne nie są mechanizmem samoczynnego rozruchu. Wymagają one pewnego zewnętrznego wpływu, aby wypracować określoną prędkość synchroniczną.
- Silnik pracuje synchronicznie z częstotliwością sieci elektrycznej. Dlatego, zapewniając nieprzerwane dostawy częstotliwości, zachowuje się jak silnik ze stałą prędkością.
- Silnik ten ma unikalne właściwości, działające pod dowolnym współczynnikiem mocy. Dlatego są używane do zwiększenia współczynnika siły.
Wideo: Struktura i zasada działania silnika synchronicznego
Zasady działania silnika synchronicznego
Pole elektronowo-magnetyczne silnika synchronicznego jest wyposażone w dwa wejścia elektryczne. Jest to uzwojenie stojana, które składa się z 3 faz i zapewnia 3 fazy źródła zasilania oraz wirnik, do którego przyłożony jest prąd stały.
3 fazy uzwojenia stojana zapewniają obrót strumienia magnetycznego. Wirnik otrzymuje stały prąd i wytwarza stały przepływ. Przy częstotliwości 50 Hz przepływ 3-fazowy obraca się około 3000 obrotów na minutę lub 50 obrotów na sekundę. W pewnym momencie bieguny wirnika i stojana mogą mieć taką samą biegunowość (++ lub - -), co powoduje odpychanie wirnika. Po tym polaryzacja zmienia się natychmiast (+ -), co powoduje przyciąganie.
Ale z powodu swojej bezwładności wirnik nie może obracać się w żadnym kierunku z powodu siły grawitacji lub siły odpychania i nie może pozostać w stanie bezczynności. Nie jest samoczynny.
Aby przezwyciężyć bezwładność siły, konieczne jest pewne działanie mechaniczne, które obraca wirnik w tym samym kierunku co pole magnetyczne, zapewniając niezbędną prędkość synchroniczną. Po pewnym czasie pole magnetyczne zamyka się, a silnik synchroniczny obraca się z określoną prędkością.
Sposoby rozpoczęcia
- Uruchomienie silnika synchronicznego za pomocą silnika pomocniczego. Silnik synchroniczny jest mechanicznie połączony z innym silnikiem. Może to być silnik indukcyjny 3-fazowy lub silnik prądu stałego. Prąd stały nie jest początkowo dostarczany. Silnik zaczyna obracać się z prędkością zbliżoną do prędkości synchronicznej, po czym przyłożony zostaje prąd stały. Po zamknięciu pola magnetycznego komunikacja z silnikiem pomocniczym zostaje zakończona.
- Start asynchroniczny. Dodatkowe uzwojenie zwarte jest zainstalowane na końcach biegunów biegunów wirnika. Po włączeniu napięcia w uzwojeniu stojana pojawia się wirujące pole magnetyczne. Przecinające się zwarte uzwojenie, które jest osadzone w biegunach wirnika, to wirujące pole magnetyczne indukuje w nim prądy, które oddziałują z wirującym polem stojana, powodując obrót wirnika. Po osiągnięciu prędkości synchronicznej, EMF i moment obrotowy zostają zredukowane. Wreszcie, gdy pole magnetyczne się zamyka, moment obrotowy zmniejsza się również do zera. Synchronizm jest więc początkowo uruchamiany przez silnik indukcyjny z dodatkowym uzwojeniem.
Aplikacja
- Silnik synchroniczny służy do poprawy współczynnika mocy. Silniki synchroniczne są szeroko stosowane w systemie zasilania, ponieważ działają przy dowolnym współczynniku mocy i mają ekonomiczną wydajność.
- Silniki synchroniczne znajdują zastosowanie tam, gdzie prędkość robocza nie przekracza 500 obr./min, a moc musi zostać zwiększona. W przypadku zapotrzebowania na energię od 35 kW do 2500 kW koszt, rozmiar, masa i odpowiedni silnik indukcyjny będą dość wysokie. Takie silniki są często wykorzystywane do działania pomp tłokowych, sprężarek, maszyn walcujących i innych urządzeń.