Hvordan er induksjonsmotorer forskjellige fra synkronmotorer?

I denne artikkelen vil vi se på hovedforskjellene mellom synkrone elektriske motorer og induksjonsmotorer, slik at alle som leser disse linjene tydelig kan forstå disse forskjellene.

Asynkrone motorer er mer utbredt i dag, men i noen situasjoner er synkronmotorer mer egnet, mer effektive for å løse spesifikke industri- og produksjonsproblemer, dette vil bli diskutert nedenfor.

Først, la oss huske hva en elektrisk motor er. Elektrisk motor kalles en elektrisk maskin, designet for å konvertere elektrisk energi til mekanisk rotasjonsenergi til rotoren og fungerer som en drivkraft for en eller annen mekanisme, for eksempel for å drive en kran eller en pumpe.

Tilbake på skolen ble alle fortalt og vist hvordan to magneter frastøter fra polene med samme navn, og fra de motsatte polene - de tiltrekker seg. den permanente magneter… Men det finnes også variable magneter. Alle husker en tegning med en ledende ramme plassert mellom polene til en permanent magnet i form av en hestesko.

En horisontalt plassert ramme, hvis en likestrøm flyter gjennom den, vil bli magnetfeltet til en permanent magnet under påvirkning av et par krefter (Ampere styrke) til en oppreist likevekt er nådd.

Hvis det da føres en likestrøm gjennom rammen i motsatt retning, vil rammen rotere videre. Som et resultat av en slik vekslende tilførsel av rammen med likestrøm i en eller annen retning, oppnås en kontinuerlig rotasjon av rammen. Rammen her er en analog av en variabel magnet.

Eksemplet ovenfor med en roterende ramme i sin enkleste form demonstrerer prinsippet om drift av en synkron elektrisk motor. Hver rotorsynkronmotor har feltviklinger som tilføres likestrøm som danner rotorens magnetfelt. Statoren til en synkron elektrisk motor inneholder en statorvikling som danner statormagnetfeltet.

Når vekselstrøm tilføres statorviklingen, vil rotoren rotere med en frekvens som tilsvarer frekvensen til strømmen i statorviklingen. Hastigheten til rotoren vil være synkron med frekvensen til statorviklingsstrømmen, og det er derfor en slik elektrisk motor kalles synkron. Rotorens magnetfelt genereres av strømmen, ikke indusert av statorfeltet, slik at synkronmotoren er i stand til å opprettholde synkron nominell hastighet uavhengig av belastningseffekten, selvfølgelig innenfor rimelige grenser.

En induksjonsmotor skiller seg på sin side fra en synkronmotor. Hvis vi husker bildet i rammen og rammen ganske enkelt er kortsluttet, vil strømmen som induseres i rammen skape et magnetfelt på rammen når magneten roterer rundt rammen, og rammen vil prøve å ta igjen magnet.

Hastigheten på rammen under mekanisk belastning vil alltid være mindre enn hastigheten til magneten og derfor vil frekvensen ikke være synkron. Dette enkle eksemplet viser hvordan en induksjonsmotor fungerer.

I en asynkron elektrisk motor dannes det roterende magnetiske feltet av en vekselstrøm fra statorviklingen plassert i kanalene. Rotoren til en typisk induksjonsmotor har ikke viklinger som sådan, i stedet har den kortsluttede stenger (ekornrotor), en slik rotor kalles en ekornrotor. Det finnes også faserotorinduksjonsmotorer, hvor rotoren inneholder viklinger, hvor motstanden og strømmen kan styres av en reostat.

Så hva er hovedforskjellen mellom induksjonsmotor og synkronmotor? Utad er de like, noen ganger vil til og med en spesialist ikke skille en synkron elektrisk motor fra en asynkron av ytre egenskaper. Hovedforskjellen ligger i utformingen av rotorene. Rotoren til induksjonsmotoren er ikke forsynt med strøm, og polene på den induseres av statorens magnetiske felt.

Rotoren til en synkronmotor har en uavhengig drevet feltvikling. Statorene til en synkron og asynkron motor er ordnet på samme måte, funksjonen i hvert tilfelle er den samme - å skape et roterende magnetfelt på statoren.

Hastigheten til en induksjonsmotor under belastning henger alltid etter rotasjonen av statormagnetfeltet med mengden slip, mens hastigheten til synkronmotoren er lik i frekvens med "omdreiningen" til statormagnetfeltet, derfor hvis hastighet skal være konstant under forskjellige belastninger , det er å foretrekke å velge en synkronmotor, for eksempel i Giljotinskjærdriften er best egnet for sin oppgave av en kraftig synkronmotor.

Bruksområdet for asynkronmotorer i dag er veldig bredt. Dette er alle typer maskiner, transportører, vifter, pumper - alt det utstyret der lasten er relativt stabil eller reduksjonen i lastehastigheten ikke er kritisk for arbeidsprosessen.

Noen kompressorer og pumper krever konstant hastighet ved enhver belastning; synkronmotorer er installert på slikt utstyr.

Synkronmotorer er dyrere å produsere enn asynkronmotorer, så hvis det er et valg og en liten reduksjon i hastighet under belastning ikke er kritisk, får de en asynkronmotor.

Synkrone elektriske motorer er mye brukt i elektriske stasjoner som ikke krever hastighetskontroll. Sammenlignet med asynkronmotorer har de en rekke fordeler:

• høyere effektivitet;

• muligheten for å produsere motorer med lav rotasjonshastighet, noe som gjør det mulig å forlate mellomgir mellom motoren og arbeidsmaskinen;

• motorhastigheten avhenger ikke av akselbelastningen;

• muligheten for å bruke reaktiv effekt som kompenserende enheter.

Synkrone elektriske motorer kan være forbrukere og generatorer reaktiv effekt... Arten og verdien av den reaktive effekten til en synkronmotor avhenger av størrelsen på strømmen i feltviklingen. Avhengigheten av strømmen i viklingen som leverer spenning til det elektriske nettverket på eksitasjonsstrømmen kalles den U-formede karakteristikken til en synkronmotor. Ved 100 % motorakselbelastning er det cosinus phi tilsvarer 1. I dette tilfellet bruker ikke den elektriske motoren reaktiv kraft fra det elektriske nettverket. I dette tilfellet har strømmen i statorviklingen en minimumsverdi.