Jak se liší asynchronní motory od synchronních motorů? Synchronní nebo asynchronní

Jak se liší asynchronní motory od synchronních motorů? Synchronní nebo asynchronní

Asynchronní motory jsou motory, při jejichž provozu je při zatížení pozorován jev skluzu, to znamená „zpoždění“ rotace rotoru od rotace. magnetické pole stator. Jinými slovy, rotace rotoru neprobíhá synchronně s rotací magnetizace statoru, ale asynchronně vzhledem k tomuto pohybu. Proto se tyto druhy motorů nazývají asynchronní (nikoli synchronní) motory.

Ve většině případů při vyslovení fráze "asynchronní motor" znamenají přesně bezkartáčový motor střídavý proud. částka skluzu indukční motor mohou být různé v závislosti na zátěži, dále na parametrech napájení a způsobu řízení proudů statorového vinutí.

Pokud se zabýváme konvenčním motorem střídavý proud, jako AIR712A, pak s frekvencí otáčení synchronního magnetického pole 3000 ot./min, za podmínek jmenovitého mechanického zatížení hřídele 750 wattů, budeme mít skutečnou frekvenci otáčení 2840 ot./min, což znamená, že skluz bude 0,053.

To je u asynchronního motoru normální. A nedočkáme se kulatých čísel otáček, jako 3000 nebo 1500, místo nich bude uváděno 2730 nebo 1325. Místo 1000 lze zapsat například 860, přestože magnetické pole rotuje s frekvencí 1000 otáček za minutu při chodu motoru, jak a musí být v elektrickém stroji se 3 páry magnetických pólů, konstruovaném pro napájení střídavým proudem o frekvenci 50 Hz.

Pokud jde o stejnosměrné motory, ve většině případů se jedná o tzv komutátorové motory, jehož otáčky rotoru nejsou ovlivněny frekvencí proudu, ale jeho průměrná hodnota. Pomoci může snímač rychlosti elektronický systém ovládání nastavte správnou hodnotu proudu, kterou chcete získat nastavit rychlost rotace, vztah mezi proudem a otáčkami zde však nebude vůbec lineární, protože při různé zatížení proudy různé velikosti dávají velmi rozdílné rychlosti rotoru.

Na rotoru stejnosměrného motoru může být umístěno vícedílné budicí vinutí nebo permanentní magnety. Pro dnešní dobu je ale typičtější rotor s magnety krokové motory, které také patří ke stejnosměrným motorům, ale nemají sestavy kolektor-kartáč. Jako možnost pro různé konstrukce stejnosměrných motorů jsou magnety na statoru a vinutí je na rotoru.

Tak či onak, asynchronní bezkomutátorový motor má na statoru výkonné pracovní vinutí, které se během provozu zahřívá průchodem pracovního proudu přes něj a přenáší teplo do skříně motoru. Proto musí být vinutí i skříň motoru neustále aktivně chlazeny.

V souvislosti s touto vlastností má většina asynchronních motorů standardně na hřídelích oběžná kola ventilátoru a výstupky na skříních, po kterých ventilátor jako přes chladič pohání čerstvý vzduch a tím ochlazuje stator. Pokud tedy máte před sebou motor, na jehož hřídeli je namontován ventilátor (obvykle pod krytem připevněným ke skříni motoru), jsou podél skříně žebra (jako na chladiči) a typový štítek označuje specifické otáčky a střídavé napětí 220/380 - Zde je typický indukční motor na střídavý proud.

U stejnosměrných motorů, se sestavami kolektor-kartáč a s vícesekčními víceotáčkovými vinutími na kotvách, přivedenými na lamely kolektoru, působí jak vinutí statoru, tak vinutí rotoru (kotvy) jako pracovní vinutí.

Zde se ve skutečnosti ukazuje, že pracovní vinutí je rozděleno na dvě části: pracovní proud prochází jak vinutím kotvy, tak i vinutí statoru, takže není problém vyhřívat pouze stator a ventilátor zde není potřeba.

Pro chlazení je dostatek větracích otvorů, kterými je vidět rotor s vinutím kotvy. Pokud tedy máte motor se sestavou kolektor-kartáč, kde kolektor má spoustu lamel (lesklých desek) s vývody z vinutí a zdá se, že tam není žádný ventilátor, pak máte stejnosměrný motor.

Stator stejnosměrného motoru může být soustava permanentních magnetů. Většina stejnosměrných motorů určených pro síťové napětí bude bez problémů pracovat na střídavý proud (příkladem takového univerzálního motoru je motor na brusku).

Na obrázku 7.7 jsou charakteristiky synchronních motorů SDV 17-39-12 a SDV-17-59-12 (C - synchronní, D - motor, B - pro pohon ventilátorů, 17 - celkově, 39 a 59 - délka jádra statoru, cm , 12 - počet pólů) a VDS 325/49-16. Charakteristika synchronních motorů (obr. 7.7) má oproti charakteristikám řadu výhod,:
schopnost pracovat s předním účiníkem;
nižší ztráty;
synchronní otáčení bez ohledu na zatížení;
možnost plynulé regulace jalového výkonu a další vysoká kvalita v uzlech zatížení;
schopnost udržovat stabilní provoz při výkyvech v napájecí síti.
Poslední funkce vzhledem k tomu, že pro synchronní motor je maximální moment úměrný napětí a pro AD - čtverec - obr. 7.4.

Synchronní motory, spolu s přítomností budícího vinutí na rotoru mají také výkonný tlumicí systém, který zajišťuje rozběh a zrychlení rotoru na subsynchronní otáčky v asynchronním režimu, s budicím vinutím uzavřeným na tlumící odpor. Po dosažení subsynchronní rychlosti je motor synchronizován zapnutím AGP a uvedením jeho rychlosti na synchronní. Synchronizace se komplikuje při vysokých faktorech zatížení motoru a v systému pomocných potřeb elektráren nejsou žádné možnosti odlehčení po dobu synchronizace - obr. 7.7.
Nevýhodou synchronních elektromotorů je nutnost vypínat AGP a převádět je do asynchronního režimu i při krátkodobých hlubokých poklesech napájecího napětí spojených s nedálkovým a chybným vypínáním pracovních příkonů. Při použití synchronních motorů v elektrárnách se budou podílet na samorozběhu spolu s ostatními asynchronními motory za podmínek nižších napájecích napětí oproti spouštění samostatného. V tomto případě se podmínky synchronizace zkomplikují.


Na základě vysoké citlivosti synchronních motorů na hluboké poklesy napětí, obtížnosti synchronizace v podmínkách samorozběhu, absence potřeby kompenzace jalového výkonu v systému vn kvůli malé vzdálenosti synchronních generátorů, synchronní motory našel omezené využití v SN systému elektráren. Synchronní motory se používají k napájení spotřebičů, které nemají vliv na okamžité vypnutí technologický postup: Část oběhová čerpadla, pohony kompresorů a ventilátorů, mlýny, drtiče. Uvedené mechanismy mají obvykle mezizásobníky paliva a zásoby čerpané pracovní kapaliny v přijímačích.
Jako příklad je v tabulce 7.2 uveden ventilátorový mlýn s hnacím synchronním motorem značky SDMZ2-22-61-40UHL4, určený pro pohon kulových a tyčových mlýnů. V typovém označení:
C - synchronní, D - motor, M - pro pohon mlýnů, Z - uzavřená verze, 2 - druhá řada, 22 - celková velikost, 61 - délka jádra statoru, cm, 40 - počet pólů, UHL4 - klimatická verze a kategorie uložení podle GOST. Spouštění motoru je asynchronní přímé při jmenovitém síťovém napětí se zahrnutím vybíjecího odporu v obvodu budícího vinutí. Během procesu spouštění musí být průměr na svorkách motoru alespoň 0,85Unom, minimum na začátku spouštění musí být alespoň 0,8Unom. Motor umožňuje dva starty za sebou ze studeného stavu nebo jeden start z teplého stavu za předpokladu, že průměrný statický moment odporu mechanismu na hřídeli při startu nepřesáhne 0,8M nom, s momentem setrvačnosti max. hnaný mechanismus ne více, než je uvedeno v tabulce 7.2. Motor je buzen tyristorovými budiči. Dbáme na nízké otáčky elektromotorů řady SDMZ2 v rozmezí 100 - 150 ot./min., pro které se asynchronní motory nevyrábí.

Než zjistíte, jaký je jejich rozdíl, musíte zjistit, co je elektromotor? Elektromotor je elektrický stroj, který je poháněn elektřinou a slouží jako pohon pro další mechanismy.

Vysvětlení principu činnosti synchronního elektromotoru pro "figuríny"

Z dětství si pamatujeme, že dva magnety, pokud se k sobě přiblíží, se v jednom případě přitahují a ve druhém odpuzují. To se děje v závislosti na tom, jakými stranami magnetů je spojíme, opačné póly se přitahují a stejné póly se odpuzují. Jedná se o permanentní magnety, ve kterých je neustále přítomno magnetické pole. Nechybí ani variabilní magnety.

Ve školní učebnici fyziky je kresba zobrazující elektromagnet ve formě podkovy a rám s půlkruhy na koncích, který je umístěn mezi jeho póly.

Při umístění rámu ve vodorovné poloze v prostoru mezi póly magnetů je v důsledku toho, že magnet opačné póly přitahuje a stejné odpuzuje, do rámu přiváděn proud stejného znaménka. Kolem rámu se objeví elektromagnetické pole (zde je příklad variabilního magnetu!), póly magnetů rám přitahují a ten se překlopí do svislé polohy. Po dosažení svislé polohy se na rám přivede proud opačného znaménka, elektromagnetické pole rámu změní polaritu a póly permanentního magnetu začnou rám odpuzovat a otáčet jej do vodorovné polohy, načež se cyklus rotace se opakuje.

To je princip fungování elektromotoru. Navíc primitivní synchronní elektromotor!

Takže primitivní synchronní elektromotor funguje, když je do smyčky přiváděn proud. U skutečného synchronního elektromotoru plní roli rámu rotor s cívkami drátů, zvaných vinutí, do kterých je přiváděn proud (slouží jako zdroje elektromagnetického pole). A roli podkovovitého magnetu plní stator vyrobený buď ze sady permanentních magnetů, nebo také z cívek drátů (vinutí), které jsou při přivedení proudu zároveň zdroji elektromagnetického pole.

Rotor synchronního motoru se bude otáčet stejnou frekvencí, jak se mění proud dodávaný na svorky vinutí, tzn. synchronně. Odtud také název tohoto elektromotoru.

Vysvětlení principu činnosti asynchronního elektromotoru pro "figuríny"

Připomínáme popis obrázku v předchozím příkladu. Stejný rám, umístěný mezi póly podkovového magnetu, pouze jeho konce nemají půlkroužky, jsou vzájemně propojeny.

Nyní začneme otáčet podkovovým magnetem kolem rámu. Pomalu jím otáčíme a pozorujeme chování rámu. Do určité doby zůstává rám nehybný a poté, když se magnet otočí pod určitým úhlem, rám se začne otáčet za magnetem. Otáčení rámu je zpožděno oproti rychlosti otáčení magnetu, tzn. otáčí se s ním nesynchronně - asynchronně. Ukazuje se tedy, že se jedná o primitivní asynchronní elektromotor.

Ve skutečnosti je role magnetů ve skutečném indukčním motoru vinutí umístěná ve statorových štěrbinách, která jsou pod napětím. A roli rámu plní rotor, do jehož drážek jsou vloženy kovové desky, krátce propojené. Proto se takový rotor nazývá squirrel-cage.

Jaký je rozdíl mezi synchronními a asynchronními motory?

Pokud dáte dva moderní elektromotor tedy jeden a druhý typ vnější znaky je obtížné je rozlišit i pro specialistu.

V podstatě je jejich hlavní rozdíl zvažován v příkladech principů fungování těchto elektromotorů. Liší se podle konstrukce rotorů. Rotor synchronního motoru se skládá z vinutí a rotor asynchronního motoru je sada desek.

Stator jednoho a druhého elektromotoru je téměř k nerozeznání a jedná se o soubor vinutí, avšak stator synchronního elektromotoru může být rekrutován z permanentních magnetů.

Rychlost synchronního motoru odpovídá frekvenci dodávaného proudu a rychlost asynchronního motoru zaostává za frekvencí proudu.

Liší se a aplikací. Například synchronní elektromotory jsou instalovány pro pohon zařízení, která pracují s konstantní rychlostí otáčení (čerpadla, kompresory atd.), aniž by se snižovala se zvyšujícím se zatížením. A tady asynchronní elektromotory snižte rychlost při zvýšení zátěže.

Synchronní motory jsou konstrukčně složitější, a proto dražší než motory asynchronní.

Zásadním rozdílem mezi synchronním motorem a asynchronním motorem je konstrukce rotoru. Ten u synchronního motoru je magnet vyrobený (při relativně nízkém výkonu) na bázi permanentního magnetu nebo na bázi elektromagnetu. Protože se opačné póly magnetů přitahují, rotující magnetické pole statoru, které lze interpretovat jako rotující magnet, táhne magnetický rotor a jejich rychlosti jsou stejné. To vysvětluje název motoru - synchronní.

Na závěr poznamenáváme, že na rozdíl od asynchronního motoru, který obvykle nepřesahuje 0,8 ... 0,85, synchronní motor může dosáhnout větší hodnoty a dokonce ji udělat tak, že proud povede napětí ve fázi. V tomto případě, stejně jako kondenzátorové banky, se ke zlepšení účiníku používá synchronní stroj.

Asynchronní motory mají jednoduchý design a spolehlivý v provozu. Nevýhodou asynchronních motorů je obtížná regulace jejich otáček.

Pro reverzaci třífázového asynchronního motoru (změna směru otáčení motoru na opačný) je nutné prohodit dvě fáze, tedy prohodit libovolné dva lineární vodiče vhodné pro vinutí statoru motoru.

To znamená, že je to docela levný motor, který se používá všude, je extrémně obtížné najít synchronní stroj.

Na rozdíl od indukčního motoru je rychlost otáčení synchronního motoru při různém zatížení konstantní. Synchronní motory se používají k pohonu strojů konstantní rychlost(čerpadla, kompresory, ventilátory) jsou snadno ovladatelné.

Rozlišujete podle počtu otáček na desce (pokud tam není výslovně uveden typ stroje), asynchronní stroj má nekulatý počet otáček, 950 ot./min u synchronního stroje 1000 ot./min.

Synchronní motory se ovládají stejně obtížně jako asynchronní, protože vyžadují frekvenční řízení vstupního napětí. Mají absolutně tuhou mechanickou charakteristiku, což znamená, že bez ohledu na to, jak se změní zatížení hřídele motoru, bude mít stejné otáčky. Zatížení se samozřejmě musí měnit v rozumných mezích, existuje hodnota kritického zatěžovacího momentu, při kterém motor „vypadne“ ze synchronního režimu, což je zatíženo jeho poruchou. Mezi hlavní nevýhody patří skutečnost, že budicí vinutí musí být napájeno stejnosměrný proud, také přítomnost kluzného kontaktu "kartáč-skluzový kroužek", obtížnost startování.

Nejčastěji se jako generátory používají synchronní stroje, obecně je synchronních naprostá většina generátorů, počínaje těmi instalovanými na automobilech a konče těmi, které jsou v jaderných elektrárnách. Ze všech ostatních jsou nejspolehlivější, mají nejvyšší účinnost a snadněji se udržují než ostatní.

účinnost stroje nezávisí na kosinus phi elektrického stroje. Účinnost závisí především pouze na ztrátách ve vinutí (ztráty v mědi), v magnetickém obvodu (ztráty v oceli), mechanických ztrátách a dodatečných ztrátách. Také účinnost stroje závisí na jeho zatížení, přičemž maximum (účinnost) je pozorováno v bodě, kdy jsou ztráty v oceli a mědi stejné, zpravidla se to pozoruje při zatížení 75-80% zatížení. jmenovitý výkon stroje.

S přihlédnutím ke zvláštnostem výroby elektrických strojů máme, že s nárůstem výkonu vyráběného stroje ztráty neúměrně rostou, proto mohou mít výkonné elektrické stroje účinnost až 99 %.

© 2023 globusks.ru - Opravy a údržba automobilů pro začátečníky