Перейти к содержанию

26.12.2011

Синхронные электродвигатели

СИНХРОННЫЕ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛИ

Частота вращения ротора синхронных электродвигателей равна частоте вращения магнитного поля статора и не зависит от нагрузки. Конструкция статора таких двигателей аналогична конструкции статора асинхронных двигателей. Обмотка статора могут быть однофазными и многофазными. В однофазном исполнении электродвигатели могут быть с расщепленными полюсами и с постоянно включенным (рабочим) конденсатором. Основное конструктивное отличие синхронных электродвигателей от асинхронных заключается в конструкции ротора.

По конструкции ротора синхронные электродвигатели можно разделить на двигатели с возбуждением от постоянных магнитов, реактивные и гистерезисные. В электродвигателях с возбуждением от постоянных магнитов на роторе расположен постоянный магнит, изготовленный из магнитотвердого, материала (сплавы типа ални, алнико). Количество полюсов постоянного магнита равно количеству полюсов обмотки статора. В установившемся режиме работы вращающий момент создается взаимодействием магнитного поля обмотки статора с магнитным полем постоянных магнитов ротора. Синхронный электродвигатель с постоянными магнитами на роторе не развивает пусковой вращающий момент даже при круговом вращающемся магнитном поле обмотки статора. Для получения пускового вращающего момента на роторе устанавливают дополнительно пакет из шихтованной электротехнической стали с короткозамкнутой обмоткой, конструкция которой аналогична обмотке ротора асинхронного короткозамкнутого электродвигателя. Пакет с короткозамкнутой обмоткой может быть расположен относительно постоянных магнитов аксиально или коаксиально.

Синхронные электродвигатель

 

 

Рис. поиснение принципа действия синхронных реактивного (а), редукторного (б), гистерезисного (в и г), вибрационного (д, е), вибрационного С; цог стоянными магнитами (ж) и импульсного (з) электродвигателей.,

При подключении электродвигателя к источнику питания в коротко — замкнутой обмотке ротора индуктируется электродвижущая сила и ток.

тока в обмотке ротора и вращающегося магнитного поля обмотки статора электродвигатель развивает асинхронный вращающий момент, под действием которого происходит его разгон. .Когда частота вращения ротора становится равной частоте вращения магнитного поля обмотки статора, последнее не пересекает стержни обмотки ротора и короткозамкнутая обмотка не оказывает влияния на работу электродвигателя. Вращающий момент создается только за счет взаимодействия вращающегося поля обмотки статора с полем постоянного магнита ротора.

Синхронные двигатели с возбуждением от постоянных магнитов имеют хорошие энергетические показатели и высокую стабильность частоты вращения. Недостатки их — сравнительно высокая стоимость постоянных магнитов и большая кратность пускового тока. Последнее может оказаться весьма существенным при работе электродвигателя от полупроводникового преобразователя.

Синхронные реактивные двигатели имеют явнополюсный ротор без обмотки возбуждения. Синхронный вращающий момент в таких электродвигателях создается вследствие различной магнитной проводимости ротора по продольной и поперечной осям, а вращающееся магнитное поле обмотки статора условно представлено в виде двух вращающихся полюсов N и S. Ротор вследствие различных проводимостей по продольной А А’ и поперечной ВВ’ осям будет стремиться всегда занять такое положение чтобы продольная ось АА’ совпадала с осью 00′ полюсов вращающегося магнитного поля обмотки статора, так как сопротивление магнитному потоку статора в этом случае минимальное.

Синхронный вращающий момент, развиваемый электродвигателем, пропорционален углу а между продольной осью ротора и осью полюсов магнитного поля обмотки статора. В установившемся режиме работы значение угла а будет зависеть от нагрузки на валу электродвигателя. Чем больше нагрузка, тем больше угол, и наоборот.

Ротор реактивного двигателя может быть выполнен из сплошного фэрромагнитного материала или шихтованным из листов электротехнический стали. При сплошном (массивном) ферромагнитном роторе пусковой асинхронный вращающий момент создается за счет вихревых токов, индуктируемых в материале ротора. Однако развиваемый электродвигателем пусковой вращающий момент невелик. Поэтому синхронные реактивные электродвигатели с массивным ферромагнитным ротором пригодны лишь для легких условий пуска. Для увеличения пускового вращающего момента ротор выполняют шихтованным из листов электротехнической стали и на явно выраженных полюсах располагают короткозамкнутую обмотку, которая в период пуска выполняет ту же роль, что и в двигателях с постоянными магнитами.

Разновидностью синхронных реактивных являются редукторные двигатели, в которых получают очень малые частоты вращения без механического редуктора. Благодаря этому свойству они могут быть использованы для привода различных программных устройств, исполнительные органы которых должны вращаться с малой частотой. Зубцовая зона статора и ротора редукторного двигателя (рис. 65, б) состоит из чередующихся между собой зубцов и пазов. Количества зубцов статора гс и ротора гр различны. На статоре расположена обмотка. Если в определенный момент времени ось магнитного поля статора Фс занимает положение А, то ротор под действием реактивного момента стремится занять положение, при котором его зубцы 1′ и 5′ находились бы под зубцами 1 и 4 статора.

Поделитесь своими мыслями, оставьте комментарий.

(required)
(required)

Внимание: HTML допускается. Ваш e-mail никогда не будет опубликован.

Подписка на комментарии

*