Відмінність синхронної машини від асинхронної. Чим асинхронні електродвигуни відрізняються від синхронних

Переведення електродвигунів з колекторного вузла управління на напівпровідникові пристрої контролю дозволило оптимізувати силові агрегати. Модернізація торкнулася і потужних параметрів, і конструкційних характеристик. Найбільш вираженою відмінністю стало зменшення габаритів, що дозволило використовувати такі агрегати у невеликих за розмірами приладах та установках. Типовим прикладомДля реалізації безколекторного приводу є вентильний двигун, що працює в умовах постійного струму. Він забезпечує суттєві техніко-економічні переваги в процесі експлуатації, але не позбавлений і недоліків.

Конструкція та пристрій двигуна

Технічна інфраструктура формується двома сегментами - безпосередньо механікою та керуючим комплексом. З погляду конструкційного пристрою агрегат багато в чому схожий на традиційне наповнення електромеханічних. роторних двигунів. Відповідно, до складу електромотора входять ротор, статор та обмотка. Причому статор є набір з окремих ізольованих листів, виконаних зі сталевого сплаву. У процесі роботи вони сприяють зниженню вихрових струмів. У ньому якраз і знаходиться обмотка, яка може мати різну кількість фаз. Начинка елемента утворена сталевим сердечником, а обмотка є мідними волокнами. Для захисту застосовується корпус, поверхні якого також передбачаються засоби фізичного кріплення.

Що ж до ротора, він сформований постійними магнітами. Залежно від модифікації, він може мати до шістнадцяти пар полюсів, що чергуються. Насамперед для виготовлення роторів застосовувалися феритові магніти, що було зумовлено їхньою ціновою доступністю. Сьогодні ж на перший план виходять експлуатаційні характеристикивентильного двигуна - зокрема момент, що крутить, який варіюється від 1 до 70 Нм. А пропускна частота в середньому знаходиться в межах 2-4 тис. оборотів. Для досягнення таких показників потрібен магніт із високим ступенем індукції, тому виробники перейшли на використання рідкісноземельних сплавів. Такі магніти не просто дають більш високу продуктивність, але й мають менші розміри. Почасти цей перехід сприяв оптимізації габаритів вентильного електродвигуна. Окремо варто розглянути компоненти сегмента, що управляє.

Система управління

Якщо електромеханічна частина складається переважно з трьох компонентів, серед яких ротор, статор і конструкція, що несе у вигляді корпусу, то керуюча інфраструктура більш сегментована - кількість елементів може досягати декількох десятків. Інша річ, що їх можна поділити на види. В однині буде представлений тільки інвертор. Він відповідає за функції комутації, здійснюючи підключення та перемикання фаз. Основні завдання контролю з подачею сигналів виконують датчики. Головним є детектор положення ротора. Крім цього, до складу блоку, що управляє, вводиться і система регуляції сигналів. Це вузол з ключами, за допомогою якого реалізується зв'язок датчиків та електромеханічної начинки.

Інформацію про позицію ротора обробляє мікропроцесор. Зовні інтерфейс цього блоку є панель управління. На прийомі вона працює із сигналами широтно-імпульсної модуляції (ШІМ-сигнал). Якщо передбачається подача низьковольтних сигналів, то в блоці, що управляє, встановлюється і транзисторний міст. Він перетворює сигнал у силову напругу, яка надалі подається на електродвигун. Наявність датчиків із системою обробки імпульсів якраз і відрізняє управління вентильним двигуном від засобів контролю щітково-колекторних агрегатів. Інша річ, що можливість впровадження електронної апаратури з датчиками допускається і в колекторних машинахпоряд з механічними системамиуправління.

Принцип роботи

Вентильний електродвигун у процесі роботи створює індукцію магнітних полюсів через ротор. З огляду на генерації електромагнітного впливу формується опір. Іншими словами, активізується функція ротора, після чого він передає момент, що крутить, цільовому агрегату. В умовах змінної швидкості магнетизм може бути оптимізований для продуктивнішої роботи з реверсом. Знову ж таки, датчик положення ротора повідомляє дані для регуляції відповідно до фаз напруги. Гнучкість та оперативність налаштування параметрів ротора та кількості фаз дозволяє ефективніше регулювати роботу механізму. Весь цикл демонструє процес перетворення електроенергії на фізичну міць (механічна енергія), яку виробляє генератор. Причому якщо різко від'єднати агрегат від мережі, то перетворювана на Наразіенергію буде повернуто статору.

Важливою умовою підтримання достатньої продуктивності є стабільність двигуна. Критерієм оцінки цієї показника буде його плавність, досягнута зниженням пульсацій. Для цього потрібно знати вектор обертання потоку статора, щоб він був синхронний із функцією ротора. Координація різних потоків обертання таки досягається взаємодією датчиків і комутатора, яким керуються вентильні двигуни. Принцип роботи цієї зв'язки дозволяє з високою точністю визначати, якої фази потрібно підключати ротор, визначаючи також осі. У потрібній послідовності панель управління через процесор поперемінно підключає і відключає різні фази.

Особливості синхронних моделей

Вищеописаний принцип роботи ілюструє роботу синхронного двигуна. Тобто у ньому реалізується взаємодія полюсів індуктора та статорного магнітного поля. Але й у таких системах може бути свої відмінності. Наприклад, і синхронний і асинхронний двигун можуть оснащуватися електромагнітами. У випадку із синхронними агрегатами такого типу струм буде прямувати на ротор, минаючи контакт щітка-кільце. Постійні магніти застосовуються в двигунах, що базуються на жорстких дисках. Також є і звернені конструкції. Вони якірні потоки перебувають на роторі, а індукція - на статорі.

Для включення синхронного двигуна потрібен високий розгін по частоті, щоб з'явилася можливість настроювання обертання двох функціональних компонентів. У конструкціях, де індуктор знаходиться на статорі, поле ротора залишається нерухомим щодо якоря. І навпаки, якщо пристрій передбачає зворотну конструкцію, то "введення в синхронізацію" здійснюватиметься через очікування статора. Момент очікування залежить від того, з яким навантаженням працює вентильний двигун і яка частота є оптимальною для активізації його індуктора.

Особливості асинхронних агрегатів

В асинхронних двигунах ротор не обертається у протилежному напрямку. Його не можна назвати зворотним синхронному агрегату з погляду взаємодії магнітних потоків ротора і статора. І синхронний, і асинхронний двигун припускають проходження одного поля за іншим. Інша справа, що в другому випадку ротор, наприклад, може бути «наздоганяючим». Він слідує за генерацією індукційного моменту.

У стандартній конструкції статор генерує електромагнітне поле, змушуючи через певний час обертатись і ротор. Принциповою відмінністю між двома типами двигунів є те, що індуктор не є генератором збудження магнітного поля ротора. Тому вентильний електродвигун асинхронного типу може автономно змушувати обертатися ротор із певною частотою від обмотки статора. Це зовсім не означає, що два механізми працюють окремо, але їх функції не так тісно взаємопов'язані, як у випадку із синхронними двигунами. Це саме стосується й швидкості. Наприклад, якщо в синхронному агрегаті буде частота обертання на 3000 об/хв для індуктора і ротора, то асинхронний принципроботи для того ж ротора може знизити цю величину до 2910 об/хв.

Вентильно-індукторний двигун

Можна сміливо сказати, що це вентильні електромотори є індукторними. Тією чи іншою мірою принцип індукції закладається в синхронний та асинхронний агрегати. Але є також моделі, в яких індукція сприяє самонамагнічуванню. Інакше цю машину можна назвати самозбудливою. У традиційному виконанні вентильно-індукторний двигун цього типу просту конструкціюживиться від однополярних імпульсів струму і працює з тими ж датчиками ротора. Однак через нюанси енергопостачання його не можна підключати безпосередньо до мережі. Через війну потрібно введення у інфраструктуру спеціальних перетворювачів.

З іншого боку, в цій конструкції присутні практично всі переваги синхронних агрегатів. Найбільш явним є широкий спектр частот обертання. Наприклад, вентильно-реактивний двигун з можливістю самозбудження здатний видавати близько 100 тис. оборотів. Це вже швидкохідні електродвигуни, для яких використовують комплектуючі високого ступеня міцності.

Різновиди агрегатів за кількістю фаз

Найпростіше виконання такого електродвигуна – це однофазні агрегати, які передбачають мінімальну кількість контактів між електронною апаратурою та механікою. Відповідно, звідси випливають і слабкі місцяконструкції, серед яких обмеження у положенні ротора та сильні пульсації. Двофазні моделі здатні формувати повітряний зазор, а також за певних умов забезпечувати асиметрію полюсів. Знову ж таки, такі машини грішать високим ступенем пульсації, проте їх можна використовувати в тих випадках, коли зв'язування статора з обмоткою є обов'язковою умовою. Трифазний вентильний двигун характеризується поєднанням невисокої швидкості, але гарною силовою віддачею. Тому його частіше використовують як у збиранні побутових приладів, так і у виготовленні промислової техніки. Також існують чотири- і шестифазні моделі вентильних електромоторів, але це вже сегменти спеціалізованих установок, які дорого коштують і мають великі габарити.

Переваги електродвигунів

Завдяки конструкційній оптимізації вентильна силова техніка забезпечує безліч експлуатаційних переваг. Серед них варто відзначити швидкодію, гнучкість у налаштуванні, точність визначення позиції ротора (за допомогою датчика), широкі можливості технічного підстроювання тощо. За скромних енерговитрат можна отримати високу силову віддачу. Що ще важливо, вентильний електродвигун задіює невеликий ресурс механічної дії, а це сприятливо позначається і його термін експлуатації. Низький рівеньтермічного на елементну базу обумовлює відсутність перегрівів, тому деталі лише в окремих випадках вимагають заміни через знос.

Недоліки електродвигуна

Фахівці відзначають два основні мінуси таких електродвигунів. Насамперед це складність конструкції. Чи не механічної частини, а саме електронної основи, яка забезпечує керування мотором. Застосування мікропроцесорів, датчиків, інверторів та супутньої електротехнічної фурнітури потребує відповідного підходу до забезпечення надійності роботи компонентів системи. Таким чином, підвищується вартість обслуговування техніки. Водночас відзначається і дорожнеча магнітів, на яких базується вентильний двигун навіть у простих однофазних виконаннях. На практиці користувачі намагаються замінювати недешеві елементи та розхідники, водночас спрощуючи систему управління. Але такі заходи самі собою вимагають певних ресурсів, не кажучи про те, що знижується ефективність двигуна.

Висновок

Концепція використання електроніки у складі традиційних роторних двигунів який завжди виправдовується у процесі експлуатації. Пов'язано це із сферами застосування такого обладнання. Найчастіше це традиційні галузі виробництва, де зовсім не обов'язкове підключення електронних системуправління. Інноваційна начинка змушує переглядати виробничі цикли, точково модернізуючи технологічні процеси. До того ж вартість двигуна, що варіюється від 15 до 20 тис. руб., Не додає привабливості цієї продукції. Прості аналоги на контролерах з електромеханічними реле обходяться дешевше, не кажучи про те, що їх легше інтегрувати в процесі збирання продукції.

І все ж таки з'являються напрямки, в яких високо цінується саме напівпровідникове управління з датчиками роторів. Як правило, це високотехнологічне обладнання, випуском якого займаються великі компанії. Причому на виході вони надають продукцію різного рівня, зокрема й у побутового застосування.

Деталі Опубліковано 08.11.2018 12:14

Історія електромоторів становить понад 170 років, проте найбільший їх розвиток можна спостерігати за останні десять або близько того. Появаелектронних систем управління, що дозволяють регулювати швидкість і крутний момент, і, отже, різні типи перетворювачів частоти тасистеми плавного пускузробили революцію на ринку для використання таких електроприводів.

В даний час електродвигуни використовуються не тільки для керування. різними типамимашин, а й у сучасних системах автоматизації.Двигун, що взаємодіє з перетворювачем частоти або сервоприводами використовується в конвеєрах, системах позиціонування, а такожпрограмах, включаючи багатоосьові програми, які вимагають точних, швидких та синхронізованих переміщень.

ПРИВОДНА ТЕХНІКА В АВТОМАТИЗАЦІЇ

Привідна техніка, що використовується в широко зрозумілих системах автоматизації, охоплює досить велику групупристроїв.

Існують не тільки двигуни постійного струму, синхронні двигуни змінного струму, асинхронні двигуни, частотні перетворювачі, але такожсервоприводи, моторедуктори та інші механічні елементи, які дозволяють регулювати швидкість та крутний момент двигуна.

Найбільш часто використовуваними в автоматизації є двигуни та низьковольтні приводи потужністю від 1 кіловата до не більше кількохдесятків, котрий іноді кількох сотень. Двигуни із системами рекуперації енергії стають все більш популярними у світі. Це пов'язано не тільки знеобхідністю використання високопродуктивних пристроїв, але й з правилами регулювання споживання та енергії, які стають дедалі більшежорсткими у багатьох країнах.

Невеликі двигуни змінного струму, які пропонують Українські постачальники, є синхронними та асинхронними двигунами. Універсальнідвигуни, які можуть працювати як з постійною, так і зі змінною потужністю постійного струму, набагато менш популярні середукраїнських споживачів Як уже згадувалося, найбільш продаваними є двигуни потужністю від 1 Вт до 5 кВт, а також пристрої потужністю від 5 Вт до 10 квт.

Варто зазначити, що в Україні найбільш популярними є асинхронні двигуни, які можуть бути легко використані у всіх видах.систем приводу, де не потрібне точне керування двигуном. Асинхронні електродвигуни купити україна від світових лідерів SIEMENS, ABB, FESTO, Phoenix Contactможна на сайті /simat.com.ua/

У разі сервоприводів користувачі звертають увагу на динаміку приводу та точність руху. Також важливими є такі параметри, як ефективністьдвигуна, що суттєво впливає на загальну вартість підтримки системи автоматизації у цій компанії.

Сучасні електродвигуни характеризуються простою конфігурацією та простотою експлуатації. Інженери наголошують на підвищення їх ефективності таполіпшення робочих параметрів, а також на їх автоматичну адаптацію до умов навантаження, що змінюються.

Проекологічне будівництво двигуна та низьке споживання енергії також стають все більш важливими. Електродвигуни систематичнопіддаються мініатюризації. На жаль, після зменшення розмірів двигунів немає зниження потужності, але збільшується їх вантажопідйомність.
Беручи до уваги контроль, спостерігається тенденція до цифровізації електродвигунів. Існує все більше доступних протоколів та комунікаційнихтехнологій, які базуються головним чином на промисловому Ethernet.

Асинхронні двигуни використовуються для приводу приводів, але вони мають конкретні області застосування.

Асинхронні двигуни використовуються у додатках з меншим технологічним зачепленням, але там, де момент інерції приводу значний. Такізастосування є плоскі роликові конвеєри або, насоси, вентилятори, ліфти, - каже Конрад Флорчик, інженер-програміст SEW-EURODRIVE Polska.

Синхронні серводвигуни переважно для спеціальних завдань. Низький моментінерції - висока динаміка плюс ефективний та ефективний контроль -ці параметри дозволяють використовувати ці двигуни як маніпулятори або кінцеві механізми машин.

АСИНХРОНІ ДВИГУНИ

Асинхронні двигуни є найбільш часто використовуваними типами електродвигунів у промисловості та автоматизації. За оцінками, більше половини електроенергії, що виробляється на електростанціях, споживається асинхронними двигунами. Їх переваги включають, перш за все, простоту конструкції, простоту в експлуатації та низьку ціну купівлі та обслуговування. Асинхронні двигуни мають хороші параметрируху, та їх характеристики можуть бути сформовані шляхом зміни живлення та опору обмоток машини, що досягається шляхом підключення відповідних зовнішніх елементів. Електронні, напівпровідникові системи керування дозволяють здійснювати плавний пуск та гальмування асинхронних двигунів.

Також легко налаштувати потужність та швидкість цього типу двигуна. На жаль, асинхронні двигуни також мають недоліки. Найбільшою є необхідність забезпечення індуктивної реактивної потужності, яка впливає збільшення втрат потужності в лініях електропередачі і помітні падіння напруги, видимі особливо під час запуску.

Асинхронні двигуни, з погляду джерела живлення, можуть бути поділені на одне, двох та трифазні, найбільш популярними в галузі є останні. У невеликих двигунахвикористовується дво-або однофазне харчування.

СИНХРОНІ МОТОРИ

Основними завданнями електродвигуна є перетворення електрики на механічну енергію. Як і в більшості електричних машин, можливий зворотнийпроцес у двигуні (так званий принцип оборотності роботи), тобто перетворення механічної енергії в електрику. Однак це властивістьрідко використовується у промисловій практиці.

Сьогодні електродвигуни можуть бути розділені по-різному. Найпростіший поділ пов'язаний з типом живлення, тобто на двигуни постійного тазмінного струму. .

Однак, з точки зору систем приводу, найважливішим є поділ двигунів за їх конструкцією та принципом роботи. У разі машинзмінного струму є три основні групи двигунів: синхронні машини, асинхронні та машини змінного струму.

Найбільш численною групою двигунів, представлених у системах промислової автоматизації, є синхронні та асинхронні двигуни ззмінного струму. Синхронні електродвигуни відрізняються від асинхронних двигунів конструкцією ротора, який додатково оснащенийелектромагнітами чи постійними магнітами.

Синхронний двигун є електричною машиною, що живиться змінним струмом, в якому ротор у стійкому стані обертається з тією жкутовою швидкістю, як і магнітне поле, яке його активує. Важливо відзначити, що швидкість синхронного двигуна завжди постійна і не залежитьвід навантаження та напруги живлення.

Класифікація двигунів ґрунтується на різних параметрах. По одному з них розрізняють синхронний і асинхронний двигун. Відмінності приладів, Загальна характеристиката принцип роботи описані у статті.

Цей тип двигуна здатний працювати одночасно і як генератор, і як, власне, двигун. Його пристрій схожий на синхронний генератор. Характерною особливістюдвигуна є незмінна частота роторного обертання від навантаження.

Ці види двигунів широко застосовують у багатьох сферах, наприклад, для електричних проводів, яким необхідна постійна швидкість.

Принцип роботи синхронного двигуна

В основу його функціонування покладено взаємодію магнітного поля якоря, що обертається, і магнітних полів індукторних полюсів. Зазвичай якір перебуває у статорі, а індуктор знаходиться в роторі. Для потужних двигуніввикористовуються електричні магніти для полюсів, а слабких - постійні.

Принцип роботи синхронного двигуна включає (короткочасно) і асинхронний режим, який зазвичай застосовують для розгону до необхідної (тобто номінальної) швидкості обертання. У цей час індукторні обмотки замикаються коротко або за допомогою реостату. Після досягнення необхідної швидкості індуктори починають живити постійним струмом.

Переваги і недоліки

Основними мінусами цього виду двигуна є:

• необхідність живлення обмотки постійним струмом;
• складність запуску;
• ковзний контакт.

Більшість генераторів, де вони використовувалися, є синхронними. Перевагами таких двигунів загалом є:

Даний вид пристрою представляє механізм, спрямований на трансформацію електричної енергії змінного струму в механічну. Із самої назви «асинхронний» можна дійти невтішного висновку, що йдеться про неодночасному процесі. Такий пристрій складається зі статора циліндричної форми і ротора, залежно від виду якого асинхронні двигуни короткозамкнуті можуть бути і з фазним ротором.

Принцип дії

Робота двигуна здійснюється на основі взаємодії магнітного статорного поля і струмів, що наводяться цим же полем в роторі. Обертальний момент з'являється тоді, коли є різниця частоти обертання полів.

Резюмуємо тепер, . Чим пояснюється широке застосування одного типу та обмежене – іншого?

Синхронний та асинхронний двигун: відмінності

Відмінність роботи двигунів – у роторі. У синхронного типу він полягає у постійному або електричному магніті. Завдяки притягуванню різноїменних полюсів поле статора, що обертається, тягне і магнітний ротор. Їхня швидкість виходить однаковою. Звідси і назва – синхронна.

У ньому можна домогтися, на відміну асинхронного, навіть випередження напруги по фазам. Тоді пристрій, подібно до батарей конденсатора, може застосовуватися для збільшення потужності.

Асинхронні двигуни, у свою чергу, прості та надійні, але їх недоліком є ​​труднощі регулювання частоти обертання. Для реверсування трифазного асинхронного двигуна (тобто зміни напрямку його обертання у протилежний бік) змінюють розташування двох фаз або двох лінійних проводів, що наближаються до статора обмотки.

Якщо розглядати частоту обертання, то мають тут синхронний і асинхронний двигун відмінності. У синхронному типі цей показник є постійним, на відміну асинхронного. Тому перший використовують там, де необхідна постійна швидкість і повна керованість, наприклад, у насосах, вентиляторах та компресорах.

Виявити на тому чи іншому пристрої наявність типів приладів, що розглядаються, дуже просто. На асинхронному двигуні буде не кругле число обертів (наприклад, дев'ятсот тридцять на хвилину), тоді як на синхронному - кругле (наприклад, тисяча обертів на хвилину).

І ті, й інші двигуни управляються досить складно. Синхронний тип має жорстку характеристику механіки: при будь-якому змінному навантаженні на вал двигуна частота обертання буде однією і тією ж. При цьому навантаження, звичайно, має змінюватися з урахуванням того, щоб двигун здатний її витримати, інакше це призведе до поломки механізму.

Так влаштований синхронний та асинхронний двигун. Відмінності обох видів зумовлюють сферу їх використання, коли один вид справляється із завданням оптимальним чином, для іншого це буде проблематичним. У той же час можна зустріти комбіновані механізми.

fb.ru

Синхронний та асинхронний двигун: відмінності, принцип роботи

В асинхронному двигуні ротор рухається «сам собою». У ньому спочатку немає магнітного поля, на нього не подається ніякої електричної напруги. Він навіть повинен бути виготовленим із заліза - магнітного металу. Ну а ось, мабуть ти, варто підключити до двигуна трифазну напругу, і ротор закрутився. Без жодного підштовхування. Але по-своєму.

Два види електродвигунів змінного струму

Асинхронні двигуни – наївна простота

Ротор то наздоганяє хвилю, то трохи відстає, бо синхронно з нею бігти просто не може. Таке явище назвали «ковзанням», наздогнавши магнітне поле, що біжить, ротор з біличною клітиною втрачає магнітну індукцію і далі деякий час просто ковзає по інерції. А коли тертя або навантаження змушують його відстати від поля, що біжить, він знову «відчує» в собі зміни силових ліній поля, що обганяє його, і знову набуде індукції, а разом з цим і сили рухатися.

Тобто, ротор злегка прослизає: то наздоганяє магнітне поле, що біжить рівномірно по колу, то «забуває, навіщо біг» і злегка відстає, то знову «схоплюється» і знову прагне наздогнати. Поступово ці відхилення стабілізуються - залежно від тертя у підшипниках та величини навантаження на вал - і асинхронний двигун починає працювати просто зі швидкістю обертання, трохи меншої частоти напруги на статорі. Ця різниця частот називається частотою ковзання.

Двигуни синхронні: складне у простому

Для того, щоб ротор був пов'язаний з хвилею магнітного поля, що біжить, котушок статора жорстким чином, придумали електродвигун синхронний. А проблема вирішується просто. У роторі замість змінного магнітного поля від короткозамкнутих струмів біличної клітини потрібно використовувати постійні магніти та їх магнітне поле.

Варіантів два. Або це поле від постійного магніту, закріпленого в роторі, або це поле від електромагнітів, встановлених у роторі замість такого магніту.

Звичайний магніт, звісно, ​​простіше. Але тоді для стандартного функціонування таких електромоторів потрібно, щоб на них на всіх - а використовуються тисячі електромоторів - магніти були однакові. Інакше параметри руху будуть різними, а магніти ще мають властивість розмагнічуватись.

Електромагніт, встановлений у роторі двигуна, легше змусити виробляти поле потрібної якості, але потрібен електричний струм для його роботи. Такий струм, який називається струмом збудження, своєю чергою треба десь брати і якось на ротор подавати.

1 – ротор, 2 – колектор збудження

Звідси й походить деяка різноманітність конструкцій синхронних двигунів. Але найважливіше те, що синхронні двигуни крутять свій вал строго синхронно частоті бігаючого по колу поля котушок статора, тобто швидкість їх обертання точно дорівнює - або кратна (якщо обмоток статора більше трьох) - частоті змінного струму в мережі живлення.

Однак крім іншого, синхронний двигун має властивість повної оборотності. Тому що синхронний електродвигун - це той самий генератор електричного струму, але працюючий «у зворотний бік». У генераторі деяка механічна сила обертає вал із ротором, і від цього в обмотках статора виникає наведене електрична напругавід обертового магнітного поля ротора. А відмінність синхронного двигуна від генератора в тому, що напруга в котушках статора породжує магнітне поле, що бігає по колу, яке, взаємодіючи з постійним магнітним полемротора, штовхає його, щоб ротор теж обертався.

Тільки якщо в генераторі обертанню ротора можна механічно надати будь-яку швидкість, і від цього буде змінюватися частота змінного струму, що ним генерується, то в синхронному двигуні такої розкоші немає. Синхронний двигун обертається зі швидкістю зміни напруги в мережі, а вона у нас витримується строго 50 герц.

Відмінності та недоліки цих двигунів

Відмінності синхронного та асинхронного двигунів зрозумілі з їх назв. Власне, достоїнства мають і той, і інший варіант конструкції. Нижче перераховані плюси, якими відрізняються обидва двигуни - синхронний та асинхронний.

Асинхронний двигун відрізняється від синхронного наступними параметрами:

• простота конструкції та невисока вартість;
• немає ковзних контактів; надійність в експлуатації;
• напруга прикладається до нерухомих котушок статора;
• ротор дуже простий за конструкцією;
• при запуску та розгоні поступово нарощує потужність;
• можливість реверсувати напрямок обертання, просто помінявши місцями дві живлячі фази;
• при зупинці руху (надто велике механічне навантаження на вал ротора) ніякої аварії не відбувається, може відбутися перегрів біличної клітини.

Відмінності синхронного двигуна від асинхронного полягають у наступному:

• стабільна швидкість обертання незалежно від навантаження на вал;
• невисока чутливість до перепадів напруги у мережі;
• при зменшенні механічного навантаження здатний інерції працювати як генератор, не забираючи енергію, а віддаючи її в мережу;
• високий ККД;
• здатний компенсувати реактивну потужність мережі

Але у кожного є й притаманні лише йому недоліки.

Асинхронний має такі негативні риси:

• складність регулювання частоти обертання;
• невисока частота обертання;
• залежність відставання частоти обертання від навантаження на вісь;
• при роботі ротор нагрівається за рахунок короткозамкнутих струмів - потрібне додаткове охолодження.

Недоліки синхронного двигуна:

• складніше за конструкцією;
• в деяких конструкціях для проведення струму збудження в обмотки ротора використовується колектор, як двигун постійного струму;
• найважче запускається.

Незважаючи на відмінності, обидва електричних двигуназнайшли собі застосування в техніці і використовуються в різних виконаннях і розмірах.

Схожі статті:

domelectrik.ru

Чим відрізняється синхронний двигун від асинхронного

Перш ніж розібратися, в чому їхня відмінність, необхідно з'ясувати, що таке електродвигун? Електродвигун - це електрична машина, яка приводиться в дію від електроенергії і є приводом для інших механізмів.

Пояснення принципу роботи синхронного електродвигуна для чайників

З дитинства ми пам'ятаємо, що два магніти, якщо наблизити їх один до одного, в одному випадку притягуються, а в іншому відштовхуються. Відбувається це, залежно від того, що якими сторонами магнітів ми їх з'єднуємо, різноіменні полюси притягуються, а однойменні відштовхуються. Це – постійні магніти, у яких магнітне поле є постійно. Існують і змінні магніти.

У шкільному підручнику з фізики є малюнок, де зображений електромагніт у вигляді підкови та рамка з півкільцями на кінцях, що розташована між його полюсами.

При розташуванні рамки в горизонтальному положенні в просторі між полюсами магнітів, через те, що магніт притягує різноіменні полюси і відштовхує однойменні, на рамку подається струм однакового знака. Навколо рамки з'являється електромагнітне поле (ось приклад змінного магніту!), Полюси магнітів притягують рамку, і вона повертається у вертикальне положення. При досягненні вертикалі, на рамку подається струм протилежного знака, електромагнітне поле змінює рамки полюсність, і полюси постійного магніту починають відштовхувати рамку, обертаючи її до горизонтального положення, після чого цикл обертання повторюється.

У цьому полягає принцип роботи електродвигуна. Причому примітивного синхронного електродвигуна!

Отже, примітивний синхронний електродвигун працює, коли на рамку подається струм. У справжнього синхронного електродвигуна роль рамки виконує ротор з котушками проводів, званих обмотками, на які подається струм (вони служать джерелами електромагнітного поля). А роль підковоподібного магніту виконує статор, виготовлений або з набору постійних магнітів, або теж з котушок проводів (обмоток), які при подачі струму є джерелами електромагнітного поля.

Ротор синхронного електродвигуна буде обертатися з такою самою частотою, з якою змінюється струм, що подається на клеми обмотки, тобто. синхронно. Звідси назва цього електродвигуна.

Пояснення принципу роботи асинхронного електродвигуна для чайників

Згадуємо опис малюнку у попередньому прикладі. Та ж рамка, розташована між полюсами підковоподібного магніту, тільки її кінці не мають напівкілець, вони з'єднані між собою.

Тепер починаємо обертати довкола рамки підковоподібний магніт. Обертаємо його повільно і спостерігаємо за поведінкою рамки. До деяких пір рамка залишається нерухомою, а потім, при повороті магніту на певний кут, рамка починає обертання за магнітом. Обертання рамки запізнюється проти швидкістю обертання магніту, тобто. вона обертається не синхронно з ним – асинхронно. Ось і виходить, що це примітивний електродвигун асинхронний.

Взагалі-то роль магнітів в цьому асинхронному двигуні служать обмотки, розташовані в пазах статора, на які подається струм. А роль рамки виконує ротор, в пази якого вставлені металеві пластини, з'єднані між собою на коротко. Тому такий ротор називається короткозамкнутим.

У чому ж відмінності синхронного та асинхронного електродвигунів?

Якщо поставити поруч два сучасні електродвигуни одного та іншого типу, то по зовнішніми ознакамиїх відрізнити важко навіть фахівцю.

По суті, їхня головна відмінність розглянута в наведених прикладах принципів роботи цих електродвигунів. Вони відрізняються за конструкцією роторів. Ротор синхронного електродвигуна складається з обмоток, а асинхронного ротор являє собою набір пластин.

Статори одного й іншого електродвигунів майже не відрізняються і є набором обмоток, однак, статор синхронного електродвигуна може бути набраний з постійних магнітів.

Оберти синхронного двигуна відповідають частоті струму, що подається на нього, а оберти асинхронного дещо відстають від частоти струму.

Відрізняються вони і за сферами застосування. Наприклад, синхронні електродвигуни ставлять для приводу обладнання, яке працює з постійною швидкістю обертання (насоси, компресори і т.д.), не знижуючи її зі збільшенням навантаження. А от асинхронні електродвигунизнижують частоту обертання зі збільшенням навантаження.

Синхронні електродвигуни конструктивно складніші, а значить, і дорожчі за асинхронні електродвигуни.

vchemraznica.ru

Різниця асинхронного та синхронного двигуна

Електродвигуни можна розділити на дві основні категорії – синхронні та асинхронні (індукційні) двигуни. Ці два види досить сильно відрізняються один від одного. Різниця вже видно у назвах. Відрізнити агрегати можна по вибитій на шильдику кількості обертів (якщо там не вказано тип мотора), у ассинхронного мотора неокруглене число (наприклад, 950 об/хв), у синхронного заокруглене (1000 об/хв).

Є й інші важливі відмінності, у цій статті ми розглянемо найпоказовіші з них: конструктивні, робочі та цінові.

Відмінності в роботі та вартості

Будь-який двигун складається з двох елементів: нерухомого і обертового. Статор має осьові прорізи - пази, на дно яких укладаються токонесучі мідні або алюмінієві проводки. У електродвигуна на валу кріпиться ротор із обмоткою збудження.

Принциповою відмінністю між синхронними та асинхронними двигунами є ротори, точніше, їх виконання.

У синхронних моделей при малих потужностях вони є постійними магнітами.

Змінна напруга подається на статорну обмотку, ротор підключається до постійного джерела живлення. Постійний струм, що проходить по обмотці збудження, наводить магнітне поле статора. Крутний момент створюється через кут запізнення між полями. Ротор має таку саму швидкість, як і магнітне поле статора.

Агрегати використовуються на практиці як генератори і як двигуни.

Асинхронні моделі – це досить недорогі двигуни, які застосовуються часто та всюди. Вони простіше в конструктивному планінезважаючи на те, що нерухомі частини в принципі у всіх моторів схожі.

По обмотці статора пропускається змінний електрострум, який взаємодіє з роторною обмоткою. Два поля обертаються з однаковою швидкістю в одному напрямку, але не можуть бути рівними, інакше б не створювалася індукована ЕРС і, тим більше момент, що крутиться. Це стає причиною виникнення індукованого струму в обмотці ротор, напрям якого згідно з правилом Ленца такий, що він схильний протистояти причині свого виробництва, тобто швидкості ковзання.

Швидкість обертання ротора не збігається зі швидкістю магнітного поля, вона завжди менша. Таким чином, ротор намагається наздогнати швидкість магнітного поля, що обертається, і зменшити відносну швидкість.

Основні переваги та недоліки

1. Асинхронні агрегати не вимагають додаткового джерела живлення. Синхронне необхідне додаткове джерело постійного струму для подачі напруги на обмотки.
2. Синхронники мають відносно невисоку чутливість до перепадів мережевої напруги і стабільність обертання незалежно від навантаження.
3. Індукційні двигуни не вимагають наявності контактних кілець, за винятком двигунів з фазним ротором, які мають їх для плавного пуску або регулювання швидкості. У синхронних двигунах більше вразливих місць, тому що використовуються контактні кільця зі щітками. Отже, деталі швидше зношуються і контакт між ними слабшає.
4. Синхронники потребують допоміжних пускових механізмів, оскільки не мають функції самопуску. Для індукційних електродвигунів, які мають власні пускові моменти, такий механізм не потрібний.

Який агрегат краще

На закінчення слід зазначити, що говорити, нібито один мотор краще за інший, не можна. Однак, асинхронні моделі надійніші в експлуатації, відрізняються простотою конструкції. Якщо агрегати не перевантажувати, то їх тривалим терміномКористувач може залишитися задоволеним.

Перевагою синхронної моделі є те, що можна легко встановити високий коефіцієнт потужності. Тому модель є набагато більш ефективною, але за ціною вона буде відповідно дорожчою. Машини використовуються в системах з необхідною потужністю 100 кВт і більше.

electricdoma.ru

Синхронний та асинхронний двигун відмінності

Існують різні видиелектродвигунів і дуже часто виникає питання, в чому ж відмінності між синхронним та асинхронним двигуном. У асинхронної обмотки, розташовані в статорі, створюють магнітне поле, що обертається, взаємодіє зі струмами, що утворюються в роторі, завдяки чому він приходить у обертовий стан. Тому, в даний час найбільш популярним вважається простий і надійний асинхронний електродвигун, що має короткозамкнений ротор. У його пазах розташовані струмопровідні стрижні з алюмінію або міді, з'єднані своїми кінцями з кільцями з такого ж матеріалу, що виробляють коротке замиканняцих стрижнів. Тому ротор і називається короткозамкнутим. Вихрові струми, що взаємодіють з полем, викликають обертання ротора зі швидкістю меншою, ніж швидкість обертання самого поля. Таким чином, весь двигун отримав назву асинхронного. Цей рух отримав назву відносного ковзання, оскільки швидкості ротора та магнітного поля нерівні і магнітне поле не перетинається з струмопровідними стрижнями ротора. Тому, вони не створюють момент, що обертається. Принциповою відмінністю обох видів двигунів є виконання ротора. У синхронному він є постійним магнітом відносно невеликої потужності або такий же електромагніт. Магніт, що обертається, створює магнітне поле статора, приводить в рух магнітний ротор. Швидкість руху статора та ротора, у цьому випадку, однакова. Тому, даний двигунотримав назву синхронного. Особливості синхронного двигуна Синхронний двигун відрізняється можливістю значного випередження струмом напруги фазою. Підвищуючи коефіцієнт потужності на кшталт конденсаторних батарей. Асинхронні електродвигуни відрізняються простотою конструкції та надійністю в експлуатації. Єдиний недолік цих агрегатів полягає у достатній складності регулювання частоти їх обертання. Трифазні асинхронні двигуни можуть бути легко реверсовані, тобто обертання двигуна може змінитися протилежний напрямок. Для цього достатньо змінити місце розташування двох лінійних проводів або фаз, які замикаються на обмотку статора. На відміну від синхронного, це простий і дешевий двигун, який застосовується повсюдно. Синхронний і асинхронний двигун має ще й таку важливу відмінність, як постійна частота обертання першого при різних навантаженнях. Тому їх застосовують у приводах машин, що вимагають постійних швидкостейнаприклад, у компресорах, насосах або вентиляторах, оскільки вони дуже легкі в управлінні. Класифікація електродвигунів

electric-220.ru

Чим відрізняється синхронний двигун від асинхронного

Двигун є пристроєм, що перетворює енергію в механічний типроботи. Тільки знаючи функції та технічні характеристикидвигуна, можна правильно резюмувати, чим відрізняється синхронний двигун від асинхронного вигляду пристрою.

Принцип роботи синхронних та асинхронних моторів

Функціонування синхронних електродвигунів виходить з взаємодії полюсів статора і індуктора. У пусковий момент відбувається прискорення двигуна до показників обертальної швидкості магнітного потоку. У таких умовах пристрій діє в синхронному режимі, а магнітними полями утворюється особливий перетин, внаслідок чого відбувається синхронізація.

Синхронний двигун у розрізі

Асинхронні мотори мають частоту роторного обертання, відмінну від частоти, з якої обертається магнітне поле, створюване в результаті дії напруги живлення. Такі двигуни не мають автоматичного регулювання струмового збудження.

Асинхронний двигун у розрізі

Основні відмінності

Наявність обмоток на якорі одна із основних відмінностей між двома типами двигунів

Незважаючи на зовнішню схожість, асинхронні двигуни та пристрої синхронного типу мають декілька принципових відмінностей:

• ротор асинхронних моторів не потребує струмового живлення, а індукція полюсів залежить від магнітного поля статора;
• ротор у синхронному двигуні має обмотку збудження в умовах незалежного живлення;
• обороти в асинхронному моторі під навантаженням відстають за величиною ковзання від обертань магнітного поля всередині статора;
• обороти в синхронних двигунах відповідають частоті «оборотів» магнітного поля в статорі та постійні в умовах різних навантажень.

Статори в двигунах асинхронного і синхронного типу характеризуються однаковим пристроєм і створюють магнітне поле, що обертається.

Синхронні двигуни здатні працювати з одночасним поєднанням функцій мотора та генератора.

Такі пристрої відносяться до категорії сучасних двигунів, що мають високий ККД і постійну частоту обертання. Асинхронні двигуни складніше регулювати, а їх коефіцієнт корисної діїнедостатньо високий. Тим не менш, другий варіант доступніший за ціною.

vazweb.ru

принципи роботи та відмінності в характеристиках

Електродвигуни - машини, що перетворюють енергію електрики на механічну. Перетворена енергія призводить до обертального руху ротора двигуна, що передає обертання через трансмісію безпосередньо на вал. виконавчого механізму. Основними типами електродвигунів є синхронний та асинхронний двигуни. Відмінності між ними визначають можливості використання в різних пристрояхта технологічних процесах.

Принципи роботи

Всі електродвигуни мають нерухомий статор і ротор, що обертається. Різниця між асинхронним та синхронним двигунами полягає в принципах створення полюсів. У асинхронному електродвигуні вони створюються явищем індукції. У всіх інших електродвигунах використовуються постійні магніти або котушки зі струмом, що створюють магнітне поле.

Особливості синхронних двигунів

Провідні агрегати синхронної машини - якір та індуктор. Якорем є статор, а індуктор розташовується на роторі. Під дією змінного струму в якорі утворюється магнітне поле, що обертається. Воно зчіплюється з магнітним полем індуктора, утвореним полюсами постійних магнітів або котушок із постійним струмом. В результаті цієї взаємодії енергія електрики перетворюється на кінетичну енергію обертання.

Ротор синхронної машини має таку ж частоту обертання, як у поля статора. Переваги синхронних електродвигунів:

• Конструктивно використовується як двигун, і як генератор.
• Частота обертання, яка залежить від навантаження.
• Великий коефіцієнт корисної дії.
• Мала трудомісткість у ремонті та обслуговуванні.
• Високий ступіньнадійності.

Синхронні машини широко використовуються як електродвигуни великої потужності для невеликої швидкості обертання та постійного навантаження. Генератори застосовуються там, де потрібне автономне джерело живлення.

Є у синхронної машини та недоліки:

• Потрібне джерело постійного струму живлення індуктора.
• Відсутня початковий пусковий момент, для запуску потрібне застосування зовнішнього або асинхронного пуску.
• Щітки та колектори швидко виходять з ладу.

Сучасні синхронні агрегати містять в індукторі додатково до обмотки, що живиться постійним струмом, ще й короткозамкнуту пускову обмотку, яка призначена для пуску в асинхронному режимі.

Відмінні риси асинхронних двигунів

Магнітне поле статора асинхронного двигуна, що обертається, наводить індукційні струми в роторі, які утворюють власне магнітне поле. Взаємодія полів призводить до обертання ротора. Частота обертання ротора у своїй відстає від частоти обертання магнітного поля. Саме ця властивість відображена у назві двигуна.

Асинхронні електродвигуни бувають двох типів: із короткозамкненим та з фазним ротором.

Побутові прилади, такі як вентилятор або пилосос, зазвичай забезпечені двигунами з короткозамкненим ротором, який є «білячим колесом». Усі стрижні замикаються привареними з обох боків дисками. Взаємодія магнітного поля статора з наведеними струмами у роторі утворює електромагнітну силу, що діє на ротор у напрямку обертання поля статора. Крутний момент на валу електродвигуна створюється всіма електромагнітними силами кожного провідника.

В електродвигуні з фазним ротором застосовується той самий статор, що і для двигуна з короткозамкненим ротором. А в ротор додаються обмотки трьох фаз, з'єднані у «зірку». До них можна під час пуску двигуна підключати реостати, що регулюють пускові струми. За допомогою реостатів можна регулювати частоту обертання двигуна.

Достоїнствами асинхронних двигунів можна назвати:

• Живлення безпосередньо від мереж змінного струму.
• Простоту пристрою та порівняно невисоку вартість.
• Можливість використання у побутових приладах із застосуванням однофазного підключення.
• Низьке споживання енергії та економічність.

Серйозні недоліки – складне регулювання частоти обертання та великі тепловтрати. Для запобігання перегріву корпус агрегату робиться ребристим, і на вал електродвигуна встановлюється крильчатка для охолодження.

Відмінність у характеристиках електродвигунів

Конструктивні особливостіта робочі характеристики електродвигунів мають вирішальне значення при виборі агрегатів. Від цього залежить проектування трансмісій та всіх силових вузлів механізмів. При виборі двигуна потрібно спиратися на спільність та головні відмінності у властивостях машин:

• Головна відмінність синхронного від асинхронного двигуна полягає у конструкції ротора. Він є постійним або електричним магнітом. У асинхронника магнітні поля у роторі наводяться з допомогою електромагнітної індукції.
• У синхронних двигунів частота обертання валу постійна, асинхронників вона може змінюватися при зміні навантаження.
• У синхронників відсутній пусковий момент. Для входу в синхронізацію потрібно використовувати асинхронний запуск.

Синхронний та асинхронний електродвигуни знаходять кожен своє застосування. Синхронні двигуни рекомендується використовувати скрізь при високих потужностях, де є безперервний виробничий процесі часто не потрібно перезапускати агрегати або регулювати частоту обертання. Вони використовуються в конвеєрах, прокатних станах, компресорах, камнедробилках і т. д. Сучасний синхронний електродвигун має такий же швидкий запуск, Як і асинхронний, але він менший і економічніший, ніж асинхронний, рівний за потужністю.

Асинхронні електродвигуни з фазним ротором застосовуються там, де потрібен великий пусковий момент часті зупинкиагрегатів. Наприклад, у ліфтах та баштових кранах. Асинхронні електродвигуни з короткозамкненим ротором отримали широке застосування через простоту пристрою та зручність в експлуатації.

Використовуючи переваги різних агрегатів і те, чим відрізняється синхронний двигун від асинхронного, можна робити обґрунтований вибір того чи іншого двигуна при проектуванні машин, верстатів та іншого обладнання.

220v.guru

На рис.7.7 наведено характеристики синхронних двигунів СДВ 17-39-12 та СДВ-17-59-12 (С – синхронний, Д – двигун, В – для приводу вентиляторів, 17 – габарит, 39 та 59 – довжина сердечника статора, см , 12 – число полюсів) та ВДС 325/49-16. Характеристики синхронних двигунів (рис.7.7) мають ряд переваг у порівнянні з характеристиками :
можливість роботи з випереджаючим коефіцієнтом потужності;
нижчі втрати;
синхронна обертання незалежно від навантаження;
можливість плавного регулювання реактивної потужності та більше висока якістьу вузлах навантаження;
здатність зберігати стійку роботу при коливаннях в мережі живлення.
Остання особливістьпов'язані з тим, що з синхронного двигуна максимальний момент пропорційний напрузі, а АТ – квадрату – рис.7.4.

Синхронні двигуни, поряд з наявністю на роторі обмотки збудження, мають потужну демпферну систему, що забезпечує пуск і розгін ротора до підсинхронної частоти обертання в асинхронному режимі, із замкненою на гасить опір обмоткою збудження. Після досягнення підсинхронної частоти обертання здійснюється синхронізація двигуна шляхом включення АГП і доведення його частоти обертання до синхронної. Синхронізація ускладнюється при високих коефіцієнтах завантаження двигуна, а системі власних потреб електростанцій можливості розвантаження період синхронізації відсутні – рис.7.7.
Недоліком синхронних електродвигунів є необхідність відключення АГП і переведення їх в асинхронний режим навіть при короткочасних глибоких зниженнях напруги живлення, пов'язаних з невіддаленими і помилковим відключенням робочих вводів живлення. При використанні синхронних двигунів на електростанціях вони братимуть участь у самозапуску поряд з іншими асинхронними двигунами в умовах нижчих напруг живлення в порівнянні з пуском окремого. У цьому умови синхронізації ускладнюються.

Виходячи з високої чутливості синхронних електродвигунів до глибоких зниження напруги, труднощі синхронізації в умовах самозапуску, відсутність необхідності компенсації реактивної потужності в системі СН через невелику віддаленість синхронних генераторів, синхронні електродвигуни знайшли обмежене застосування в системі СН електростанцій. Синхронні електродвигуни використовуються для живлення споживачів, які не впливають на негайне припинення технологічного процесу: частина циркуляційних насосів, приводи компресорів та вентиляторів, млинів, дробарок. Перелічені механізми зазвичай мають проміжні бункери палива і запаси робочого тіла, що перекачується в ресиверах.
У вигляді прикладу в табл.7.2 зображено млин-вентилятор з приводним синхронним двигуном марки СДМЗ2-22-61-40УХЛ4, призначеним для приводу кульових та стрижневих млинів. У позначенні типу:
С – синхронний, Д – двигун, М – для приводу млинів, З – закритого виконання, 2 – друга серія, 22 – габарит, 61 – довжина сердечника статора, см, 40 – число полюсів, УХЛ4 – кліматичне виконання та категорія розміщення за ГОСТ . Пуск асинхронний двигун прямий при номінальній напрузі мережі з включенням в ланцюг обмотки збудження розрядного опору. У процесі пуску середнє на затискачах двигуна має бути не менше 0,85Uном, мінімальне на початку пуску – не менше 0,8Uном. Двигун допускає два пуски підряд з холодного стану або один пуск з гарячого стану за умови, що середній статичний момент опору механізму на валу за час пуску не перевищує 0,8 М ном при моменті інерції механізму, що наводиться не більше зазначеного в табл.7.2. Порушення двигуна здійснюється від тиристорних збудників. Звертаємо увагу на низьку частоту обертання електродвигунів серії СДМЗ2 у межах 100 – 150 об/хв, на які асинхронні двигуни не випускаються.

Ротор рухається «сам собою». У ньому спочатку немає магнітного поля, на нього не подається ніякої електричної напруги. Він навіть повинен бути виготовленим із заліза - магнітного металу. Ну а ось, мабуть ти, варто підключити до двигуна трифазну напругу, і ротор закрутився. Без жодного підштовхування. Але по-своєму.

Два види електродвигунів змінного струму

Асинхронні двигуни – наївна простота

Ротор то наздоганяє хвилю, то трохи відстає, бо синхронно з нею бігти просто не може. Таке явище назвали «ковзанням», наздогнавши магнітне поле, що біжить, ротор з біличною клітиною втрачає магнітну індукцію і далі деякий час просто ковзає по інерції. А коли тертя або навантаження змушують його відстати від поля, що біжить, він знову «відчує» в собі зміни силових ліній поля, що обганяє його, і знову набуде індукції, а разом з цим і сили рухатися.

Тобто, ротор злегка прослизає: то наздоганяє магнітне поле, що біжить рівномірно по колу, то «забуває, навіщо біг» і злегка відстає, то знову «схоплюється» і знову прагне наздогнати. Поступово ці відхилення стабілізуються - залежно від тертя у підшипниках та величини навантаження на вал - і асинхронний двигун починає працювати просто зі швидкістю обертання, трохи меншої частоти напруги на статорі. Ця різниця частот називається частотою ковзання.

Двигуни синхронні: складне у простому

Для того, щоб ротор був пов'язаний з хвилею магнітного поля, що біжить, котушок статора жорстким чином, придумали електродвигун синхронний. А проблема вирішується просто. У роторі замість змінного магнітного поля від короткозамкнутих струмів біличної клітини потрібно використовувати постійні магніти та їх магнітне поле.

Варіантів два. Або це поле від постійного магніту, закріпленого в роторі, або це поле від електромагнітів, встановлених у роторі замість такого магніту.

Звичайний магніт, звісно, ​​простіше. Але тоді для стандартного функціонування таких електромоторів потрібно, щоб на них на всіх - а використовуються тисячі електромоторів - магніти були однакові. Інакше параметри руху будуть різними, а магніти ще мають властивість розмагнічуватись.

Електромагніт, встановлений у роторі двигуна, легше змусити виробляти поле потрібної якості, але потрібен електричний струм для його роботи. Такий струм, який називається струмом збудження, своєю чергою треба десь брати і якось на ротор подавати.

1 – ротор,
2 – колектор збудження

Звідси й походить деяка різноманітність конструкцій синхронних двигунів. Але найважливіше те, що синхронні двигуни крутять свій вал строго синхронно частоті бігаючого по колу поля котушок статора, тобто швидкість їх обертання точно дорівнює - або кратна (якщо обмоток статора більше трьох) - частоті змінного струму в мережі живлення.

Однак крім іншого, синхронний двигун має властивість повної оборотності. Тому що синхронний електродвигун - це той самий генератор електричного струму, але працює «у зворотний бік». У генераторі деяка механічна сила обертає вал з ротором, і від цього в обмотках статора виникає наведена електрична напруга від магнітного поля, що обертається, ротора. А відмінність синхронного двигуна від генератора в тому, що напруга в котушках статора породжує магнітне поле, що бігає по колу, яке, взаємодіючи з постійним магнітним полем ротора, штовхає його, щоб ротор теж обертався.

Тільки якщо в генераторі обертанню ротора можна механічно надати будь-яку швидкість, і від цього буде змінюватися частота змінного струму, що ним генерується, то в синхронному двигуні такої розкоші немає. Синхронний двигун обертається зі швидкістю зміни напруги в мережі, а вона у нас витримується строго 50 герц.

Відмінності та недоліки цих двигунів

Відмінності синхронного та асинхронного двигунів зрозумілі з їх назв. Власне, достоїнства мають і той, і інший варіант конструкції. Нижче перераховані плюси, якими відрізняються обидва двигуни - синхронний та асинхронний.

Асинхронний двигун відрізняється від синхронного наступними параметрами:

• простота конструкції та невисока вартість;
• немає ковзних контактів; надійність в експлуатації;
• напруга прикладається до нерухомих котушок статора;
• ротор дуже простий за конструкцією;
• при запуску та розгоні поступово нарощує потужність;
• можливість реверсувати напрямок обертання, просто помінявши місцями дві живлячі фази;
• при зупинці руху (надто велике механічне навантаження на вал ротора) ніякої аварії не відбувається, може відбутися перегрів біличної клітини.

Відмінності синхронного двигуна від асинхронного полягають у наступному:

• стабільна швидкість обертання незалежно від навантаження на вал;
• невисока чутливість до перепадів напруги у мережі;
• при зменшенні механічного навантаження здатний інерції працювати як генератор, не забираючи енергію, а віддаючи її в мережу;
• високий ККД;
• здатний компенсувати реактивну потужність мережі

Але у кожного є й притаманні лише йому недоліки.

Асинхронний має такі негативні риси:

• складність регулювання частоти обертання;
• невисока частота обертання;
• залежність відставання частоти обертання від навантаження на вісь;
• при роботі ротор нагрівається за рахунок короткозамкнутих струмів - потрібне додаткове охолодження.

Недоліки синхронного двигуна:

• складніше за конструкцією;
• в деяких конструкціях для проведення струму збудження в обмотки ротора використовується колектор, як двигун постійного струму;
• найважче запускається.

Незважаючи на відмінності, обидва електричні двигуни знайшли собі застосування в техніці і використовуються в різних виконаннях і розмірах.