Електрическите двигатели са твърдо утвърдени като най-важните компоненти на повечето устройства, използвани от хората всеки ден. Един от видовете електрически машини за въртене на работното тяло е синхронният електродвигател. По-нататък ще разгледаме характеристиките на устройството и принципа на действие на синхронен двигател.
Устройство
Структурно всяка синхронна единица е статор и ротор, комбинирани в един корпус. Намотката на статора се навива в слотовете на неподвижна магнитна верига, сглобена от феромагнитен материал. Конструкцията на ротора може да включва намотка, монтирана на стоманена рамка или постоянен магнит, монтиран на вал. Задачата и на единия, и на втория е да създаде магнитен поток, взаимодействащ с електромагнитното поле на статора.
Принцип на действие
Въз основа на клауза 53 от GOST 27471-87, концепцията за синхронен двигател означава безконтактна машина, работеща на променлив ток. При което в стабилно състояние съотношението на скоростта на ротора към текущата честота в намотките на котвата не зависи от големината на товара при номинална работа.
От практическа гледна точка изглежда така:
- към намотките на статора се прилага трифазно напрежение, наричано още котва;
- тъй като амплитудата на синусоидата в една фаза се увеличава, токът и електромагнитното поле, създадено около намотката, ще се увеличат пропорционално;
- с оглед на факта, че синусоидата нараства последователно във всичките три фази на двигателя, пикът на максималното електромагнитно поле ще се измести от една намотка към друга по посока на часовниковата стрелка;
- магнитното поле на ротора (индуктор) се привлича последователно от собствените си полюси към противоположния знак на вектора на статорното поле.
В резултат на това взаимодействие възниква транслационно въртене на вала на синхронния двигател около оста си. Тъй като електропроводите, образувани от независим източник, постоянно присъстват в индуктора, честотата на въртенето му напълно съответства на честотата на напрежението, подавано към намотките на котвата. Синхронизмът се появява в двигателя.
Видове синхронни двигатели
По принцип синхронните двигатели са разделени на няколко категории, в зависимост от техните конструктивни характеристики.
Така че, за да получите поток на възбуждане, използвайте:
- намотка на ротора - за да се осигури електромагнитно взаимодействие, захранването се подава към намотката от източник на трета страна;
- магнитен ротор - спомагателното магнитно поле на ротора се създава от монтирани върху него постоянни магнити;
- реактивен ротор - формата на магнитната верига на индуктора е направена по такъв начин, че силовите линии на котвата се пречупват, за да се получи синхронно въртене.
В зависимост от конструкцията на ротора се различават виден полюс и неявен полюсен синхронен двигател.
Според режима на работа те могат да се използват като електродвигател, генератор или синхронен компенсатор.
Режими на работа
На практика всяка електрическа машина може да се използва в различни режими на работа:
- Режим на двигателя - уредът работи на принципа на преобразуване на електрическата енергия в механична. Напрежението се подава към проводниците на котвата и се преобразува в ротационна сила на ротора.
- Режим на генератор - в този случай валът на двигателя се върти поради турбината или друг предмет и генерираното напрежение се отстранява от проводниците на котвата.
- Синхронен компенсатор - електродвигателят е свързан към разпределителната мрежа на празен ход. Това увеличава фактора на мощността на системата поради консумацията на реактивна мощност.
P.S. Още други подробности за синхронен двигател, а също и за това как се различава от асинхронния двигател, вижте видеото: