Co je střídavý synchronní motor? Jaké jsou vlastnosti střídavých synchronních motorů
Střídavý synchronní motor je hnací motor s konstantní rychlostí, jehož otáčky rotoru si udržují konstantní proporcionální vztah k napájecí frekvenci. Je široce používán v elektronickém přístrojovém vybavení, moderním kancelářském vybavení, textilních strojích atd. Synchronní motory jsou střídavé motory a vinutí statoru jsou stejná jako u asynchronních motorů. Jeho rychlost otáčení rotoru je stejná jako rychlost rotujícího magnetického pole generovaného vinutím statoru, proto se nazývá synchronní motor. Z tohoto důvodu je proud synchronního motoru vyšší než napětí ve fázi, to znamená, že synchronní motor je kapacitní zátěž. Z tohoto důvodu se v mnoha případech používají synchronní motory pro zlepšení účiníku napájecího systému. AC synchronní motor
Funkce
Synchronní motor pro motorický provoz. Protože synchronní motor může běžet s předním účiníkem úpravou budícího proudu, je výhodné zlepšit účiník elektrické sítě. Proto jsou rozsáhlá zařízení, jako jsou velkorozměrová dmychadla, vodní čerpadla, kulové mlýny, kompresory, válcovny atd., běžně poháněna synchronními motory. Tato výhoda je zvláště výrazná, když je synchronní motor použit ve velkém zařízení s nízkou rychlostí. Kromě toho jsou otáčky synchronního motoru zcela určeny napájecí frekvencí. Když je frekvence konstantní, otáčky motoru jsou také konstantní a nemění se se zátěží. Tato vlastnost má velký význam u určitých převodových systémů, zejména u vícestrojových synchronních převodových systémů a systémů přesné regulace rychlosti. Provozní stabilita synchronního motoru je také poměrně vysoká. Synchronní motory obecně pracují při přebuzení a jejich přetížitelnost je větší než u odpovídajících asynchronních motorů. Točivý moment asynchronního motoru je úměrný druhé mocnině napětí, zatímco točivý moment synchronního motoru je určen součinem napětí a vnitřní elektromotorické síly generované budicím proudem motoru' je pouze úměrné první mocnině napětí. Když síťové napětí náhle poklesne na asi 80 % jmenovité hodnoty, moment asynchronního motoru často klesne na asi 64 % a přestane běžet kvůli nehybné zátěži; zatímco točivý moment synchronního motoru příliš neklesá a může být nuceno buzení, aby byl zajištěn stabilní provoz motoru.
Struktura Struktura synchronního motoru je v zásadě stejná jako u synchronního generátoru a rotor je také rozdělen na vyčnívající póly a skryté póly. Ale většina synchronních motorů je typu s výraznými póly. Instalační forma je také rozdělena na horizontální a vertikální. Aby se vyřešil problém spouštění synchronního motoru, je na rotoru obvykle instalováno spouštěcí vinutí. Dokáže také potlačit oscilace během provozu, proto se mu také říká tlumicí vinutí. Kromě výše uvedené tradiční konstrukce existuje také konstrukce drápovo-pólového rotoru bez kluzného kontaktu. Vezmeme-li jako příklad 6-pólový motor, dvě sady magnetických pólů ve tvaru drápů jsou instalovány proti sobě na otočné hřídeli. Jedna skupina vyčnívá 3 pólová těla axiálně vpravo na drápové desce; druhá skupina je instalována na pravé straně v opačném směru, takže drápový kotouč vyčnívá 3 pólová těla doleva axiálně. Polarity dvou sad magnetických pólů jsou opačné. Po sestavení již není vnější obvodová plocha magnetického pólu kulatým povrchem dlaždice jako u běžného motoru s vyčnívajícím pólem, ale klínovitým dlaždicovým povrchem, to znamená, že pólový oblouk je na jednom konci delší než na druhém konci. Celý tvar rotoru je znázorněn na obrázku. Polní vinutí je instalováno na vnějším okraji třmenu na obou stranách. Jím generovaný magnetický tok prochází boční hlavní vzduchovou mezerou gm mezi póly N a S, axiálními vzduchovými mezerami g1 a g2 mezi rotorem a statorem a poté se uzavírá koncovým krytem a základnou, jak je znázorněno na obr. tečkovaná čára na obrázku. Aby se zabránilo zkratu magnetického toku hřídelí, měla by být hřídel vyrobena z nemagnetické oceli; nebo by měla být hřídel rozdělena na 3 sekce, střední sekce je vyrobena z nemagnetické oceli. Hlavní výhodou této konstrukce je, že v rotační části není žádné vinutí a žádný kluzný kontakt mezi sběrným kroužkem a kartáčem, takže provoz je spolehlivý, izolační struktura je jednoduchá a údržba je pohodlná. Jeho hlavní magnetický obvod je ale dlouhý a má více vzduchových mezer, což zvyšuje výkon potřebný pro buzení; skříň motoru má silný magnetismus, který způsobí zahřátí ložiska; a otočný hřídel musí být také magneticky izolován. Proto tento druh motoru nebyl široce propagován a používá se pouze při některých zvláštních příležitostech a obecná kapacita nepřesahuje několik set kilowattů.
Spuštění synchronního motoru může vytvořit pouze průměrný točivý moment při synchronních otáčkách. Pokud je stator okamžitě připojen k síti a rotor je při startu buzen stejnosměrným proudem, rotující magnetické pole statoru se okamžitě otáčí synchronní rychlostí a magnetické pole rotoru je dočasně stacionární v důsledku setrvačnosti rotoru a elektromagnetické pole točivý moment generovaný v tomto okamžiku bude kladný nebo záporný. Střídavý a jeho průměrná hodnota je nulová, takže motor se nemůže sám nastartovat. Pro spuštění synchronního motoru je třeba použít jiné metody. Existují především následující dva způsoby.
①Asynchronní způsob spouštění: Nainstalujte spouštěcí vinutí klecového typu na patku hlavního magnetického pólu motoru. Při startování nejprve zkratujte budicí vinutí přes odpor a poté připojte vinutí statoru k mřížce. Spoléháním se na asynchronní elektromagnetický točivý moment spouštěcího vinutí, aby se otáčky motoru blížily synchronní rychlosti, a poté procházející budicí proud do budícího vinutí, aby se vytvořilo magnetické pole hlavního pólu, lze synchronní elektromagnetický točivý moment použít k vytažení rotor motoru do synchronních otáček.
②Metoda spouštění pomocného motoru: Obecně se jako pomocný motor používá indukční motor se stejným číslem pólu jako synchronní motor (kapacita je asi 10–15 % hlavního stroje) a hlavní stroj je poháněn rychlostí blízkou synchronní otáčky a poté se výkon přepne na stator hlavního stroje a budicí proud Pass v budicím vinutí, aby se hostitel dostal na synchronní otáčky.