Laveffekt synkronmotorer
Laveffekt synkrone elektriske motorer (mikromotorer) brukt i automasjonssystemer, ulike husholdningsapparater, klokker, kameraer, etc.
De fleste synkrone elektriske motorer med lav effekt skiller seg fra maskiner med normal ytelse bare i utformingen av rotoren, som som regel ikke har en feltvikling, sleperinger og børster presset mot dem.
For å generere dreiemoment er rotoren laget av en hard magnetisk legering, etterfulgt av enkel magnetisering i et sterkt pulsert magnetfelt, som et resultat av at polene deretter beholder restmagnetisering.
Når et mykt magnetisk materiale brukes, får rotoren en spesiell form som gir ulik magnetisk motstand til dens magnetiske kjerne i radielle retninger.
På starttidspunktet fungerer synkronmotoren som en induksjonsmotor, og dens første dreiemoment skapes på grunn av samspillet mellom det roterende magnetiske feltet til statoren med strømmene indusert av den i den kortsluttede rotorviklingen. Når motoren startes i eksitert tilstand, induserer magnetfeltet til permanentmagnetene til den roterende rotoren e i statorviklingen. etc. v. variabel frekvens og dette forårsaker strømmer på grunn av hvilke bremsemoment oppstår.
Det resulterende dreiemomentet på motorakselen bestemmes av summen av momentene på grunn av kortslutningen til viklingen og bremseeffekten, det vil si som avhenger av slipingen. Under akselerasjonen av rotoren når dette dreiemomentet en minimumsverdi, som med riktig valg av startviklingen bør være større enn det nominelle dreiemomentet.
Når hastigheten nærmer seg synkron, trekkes rotoren, som et resultat av interaksjonen av feltet til permanentmagneter med det roterende magnetfeltet til statoren, til synkronisme og roterer deretter med synkron hastighet.
Driften til en synkronmotor med permanent magnet skiller seg lite fra den til en viklet synkronmotor.
Synkronmotstandsmotorer har en fremtredende polrotor laget av et mykt magnetisk materiale med hulrom eller spalter, så dens magnetiske motstand i radielle retninger er forskjellig. Hulrotoren består av stemplede plater av elektrostål og har en kortsluttet startspole. Det er rotorer laget av solid ferromagnetisk materiale med lignende hulrom.Seksjonsrotoren består av plater av elektrisk stål støpt med aluminium eller annet diamagnetisk materiale, som fungerer som en kortslutningsvikling.
Når statorviklingen er slått på, spinnes et roterende magnetfelt og motoren starter asynkront. Etter å ha fullført akselerasjonen av rotoren til den synkrone hastigheten, under påvirkning av det reaktive dreiemomentet på grunn av forskjellen i magnetisk motstand i radielle retninger, går den inn i synkronisme og er plassert i forhold til statorens roterende magnetiske felt, slik at dens magnetiske motstand mot dette feltet er mest - den lille.
Vanligvis produseres synkronmotstandsmotorer med nominell effekt på opptil 100 W, og noen ganger enda høyere hvis de legger særlig vekt på enkel design og økt pålitelighet. Med de samme dimensjonene er merkeeffekten til synkrone motstandsmotorer 2 - 3 ganger mindre enn merkeeffekten til synkronmotorer med permanent magnet, men de er enklere i design, varierer i lavere pris, deres nominelle effektfaktor overstiger ikke 0,5 og nominell effektivitet er opptil 0,35 - 0,40.
Hysterese synkronmotorer har en hardmagnetisk legeringsrotor med bred hysteresekrets… For å spare dette kostbare materialet er rotoren laget av en modulær konstruksjon, der akselen er festet til en hylse laget av ferro- eller diamagnetisk materiale, og er en forsterket solid eller hul sylinder satt sammen av plater strammet med en låsering på det.Bruken av en hard magnetisk legering for fremstilling av rotoren fører til at når motoren går, forskyves de magnetiske induksjonsfordelingsbølgene på overflatene til statoren og rotoren i forhold til hverandre i en viss vinkel, kalt hysteresevinkelen, som forårsaker utseendet til et hysteresemoment, rettet mot rotasjonen av rotoren.
Forskjellen mellom permanentmagnetsynkronmotorer og hysteresesynkronmotorer er at i førstnevnte er rotoren forhåndsmagnetisert i et sterkt pulsert magnetfelt under maskinproduksjon, og i sistnevnte magnetiseres den av statorens roterende magnetiske felt.
Ved start av en synkronmotor med hysterese, i tillegg til hovedhysteresemomentet i maskiner med en solid rotor, oppstår et asynkront dreiemoment på grunn av virvelstrømmer i rotorens magnetiske krets, noe som bidrar til akselerasjonen av rotoren, dens inntreden i synkronisme og videre drift ved synkron hastighet med konstant forskyvning av rotoren i forhold til statorens roterende magnetiske felt med en vinkel bestemt av belastningen på maskinakselen.
Hysterese synkronmotorer opererer i både synkron og asynkron modus, men i sistnevnte tilfelle med lav slip. Synkronmotorer med hysterese utmerker seg ved et stort startmoment, jevn inntreden i synkronisme, en liten endring i strøm innenfor 20-30 % under overgangen fra tomgangsmodus til kortslutningsmodus.
Disse motorene har bedre ytelse enn synkrone reluktansmotorer, utmerker seg ved enkel design, pålitelighet og stille drift, liten størrelse og lav vekt.
Fraværet av en kort vikling får rotoren til å oscillere under variabel belastning, noe som fører til en viss ujevnhet i rotasjonen, noe som begrenser bruksområdet for maskiner som er produsert med en merkeeffekt på opptil 400 W for industrielle og økte frekvenser , både enkelt og dobbel hastighet.
Den nominelle effektfaktoren til hysterese-synkronmotorer overstiger ikke 0,5, og den nominelle effektiviteten når 0,65.
Når du slår på statorviklingen, på grunn av de kortsluttede svingene, skapes et faseskift i tid mellom de magnetiske fluksene til de uskjermede og skjermede delene av polene, noe som fører til eksitering av det resulterende roterende magnetfeltet. Dette feltet som samhandler med rotoren bidrar til utseendet av asynkrone og hysteresemomenter, noe som forårsaker akselerasjonen av rotoren, som, når den når synkronhastigheten, under påvirkning av reaktive og hysteresemomenter, går inn i synkronisme og roterer i retning fra uskjermet del av stolpen til dens skjermede del der kortslutningen snur.
Jeg har reversible motorer, i stedet for å kortslutte, brukes fire viklinger, som er plassert på de to delene av hver delt pol, og for den aksepterte rotasjonsretningen til rotoren er det tilsvarende viklingsparet kortsluttet.
Reaktive hysterese-synkronmotorer har relativt store dimensjoner og vekt, deres nominelle effekt overstiger ikke 12 μW, de opererer med en veldig lav effektfaktor, og deres nominelle effektivitet overstiger ikke 0,01.
Synkrone trinnmotorer styrer elektriske impulser konverteres til en bestemt rotasjonsvinkel, implementert på en diskret måte. De har en stator, på den magnetiske kretsen som det er to eller tre identiske romlig forskjøvede spoler koblet i serie til en kilde til elektrisk energi i form av rektangulære pulser justerbar frekvens. Under påvirkning av strømpulser magnetiseres statorens poler med variabel polaritet. Endringen i retningen til strømmene i statorviklingene fører til en tilsvarende reversering av magnetiseringen av polene og etablering av en ny motsatt polaritet.
Den fremtredende polrotoren til trinnmotorer kan være aktiv og reaktiv. En aktiv rotor har en likestrømsfeltspole, sleperinger og børster eller et system med permanentmagneter med vekslende polaritet, og en reaktiv rotor er implementert uten feltspole.
Antall poler på rotoren til en trinnmotor er halvparten av antall poler på statoren. Hver veksling av statorviklingene roterer det resulterende magnetfeltet til maskinen og får rotoren til å bevege seg synkront med ett trinn.Rotasjonsretningen til rotoren avhenger av polariteten til pulsen som påføres den tilsvarende statorviklingen.