Ako sa indukčné motory líšia od synchrónnych motorov?

V tomto článku sa pozrieme na hlavné rozdiely medzi synchrónnymi elektromotormi a indukčnými motormi, aby každý, kto číta tieto riadky, jasne pochopil tieto rozdiely.

Asynchrónne motory sú dnes rozšírenejšie, ale v niektorých situáciách sú synchrónne motory vhodnejšie, efektívnejšie na riešenie špecifických priemyselných a výrobných problémov, o tom bude reč nižšie.

Najprv si pripomeňme, čo je elektromotor. Elektrický motor sa nazýva elektrický stroj, určený na premenu elektrickej energie na mechanickú energiu otáčania rotora a slúži ako pohon nejakého mechanizmu, napríklad na pohon žeriavu alebo čerpadla.

V škole každému povedali a ukázali, ako sa dva magnety odpudzujú od pólov rovnakého mena a od opačných pólov sa priťahujú. to permanentné magnety… Ale existujú aj variabilné magnety. Každý si pamätá kresbu s vodivým rámom umiestneným medzi pólmi permanentného magnetu v tvare podkovy.

Horizontálne umiestnený rám, ak ním preteká jednosmerný prúd, sa pôsobením dvojice síl stane magnetickým poľom permanentného magnetu (Ampérová sila), kým sa nedosiahne vzpriamená rovnováha.

Ak potom rámom prechádza jednosmerný prúd v opačnom smere, rám sa bude otáčať ďalej. V dôsledku takéhoto striedavého napájania rámu jednosmerným prúdom v jednom alebo druhom smere sa dosiahne nepretržité otáčanie rámu. Rám je tu analógom variabilného magnetu.

Vyššie uvedený príklad s otočným rámom v jeho najjednoduchšej podobe demonštruje princíp činnosti synchrónneho elektromotora. Každý synchrónny motor rotora má vinutia poľa, ktoré sú napájané jednosmerným prúdom, ktorý tvorí magnetické pole rotora. Stator synchrónneho elektromotora obsahuje statorové vinutie, ktoré tvorí magnetické pole statora.

Keď sa na vinutie statora aplikuje striedavý prúd, rotor sa bude otáčať s frekvenciou zodpovedajúcou frekvencii prúdu vo vinutí statora. Rýchlosť rotora bude synchrónna s frekvenciou prúdu vinutia statora, preto sa takýto elektromotor nazýva synchrónny. Magnetické pole rotora je generované prúdom, nie je indukované poľom statora, takže synchrónny motor je schopný udržiavať synchrónne menovité otáčky bez ohľadu na výkon záťaže, samozrejme v rozumných medziach.

Indukčný motor sa zasa líši od synchrónneho motora. Ak si spomenieme na obraz v ráme a rám je jednoducho skratovaný, tak ako sa magnet otáča okolo rámu, prúd indukovaný v ráme vytvorí na ráme magnetické pole a rám sa bude snažiť dobehnúť magnet.

Rýchlosť rámu pri mechanickom zaťažení bude vždy menšia ako rýchlosť magnetu a preto frekvencia nebude synchrónna. Tento jednoduchý príklad ukazuje, ako funguje indukčný motor.

V asynchrónnom elektrickom motore je rotujúce magnetické pole tvorené striedavým prúdom vinutia statora umiestneného v jeho kanáloch. Rotor typického indukčného motora nemá vinutia ako také, namiesto toho má skratované tyče (rotor veveričky), takýto rotor sa nazýva rotor veveričky. Existujú aj indukčné motory s fázovým rotorom, kde rotor obsahuje vinutia, ktorých odpor a prúd je možné ovládať pomocou reostatu.

Aký je teda hlavný rozdiel medzi indukčným motorom a synchrónnym motorom? Navonok sú podobné, niekedy ani špecialista nerozozná synchrónny elektromotor od asynchrónneho podľa vonkajších charakteristík. Hlavný rozdiel spočíva v konštrukcii rotorov. Rotor indukčného motora nie je napájaný prúdom a póly na ňom sú indukované magnetickým poľom statora.

Rotor synchrónneho motora má nezávisle poháňané budiace vinutie. Stator synchrónneho a asynchrónneho motora sú usporiadané rovnakým spôsobom, funkcia je v každom prípade rovnaká - vytvorenie rotujúceho magnetického poľa na statore.

Rýchlosť indukčného motora pri zaťažení vždy zaostáva za rotáciou magnetického poľa statora o veľkosť sklzu, zatiaľ čo rýchlosť synchrónneho motora sa frekvenčne rovná "otáčke" magnetického poľa statora, teda ak otáčky majú byť konštantné pri rôznych zaťaženiach , je vhodnejšie zvoliť synchrónny motor, napr.

Oblasť použitia asynchrónnych motorov je dnes veľmi široká. Sú to všetky druhy strojov, dopravníkov, ventilátorov, čerpadiel – všetky tie zariadenia, kde je zaťaženie relatívne stabilné alebo zníženie rýchlosti zaťaženia nie je pre pracovný proces rozhodujúce.

Niektoré kompresory a čerpadlá vyžadujú konštantnú rýchlosť pri akomkoľvek zaťažení; na takýchto zariadeniach sú inštalované synchrónne motory.

Synchrónne motory sú na výrobu drahšie ako asynchrónne motory, takže ak existuje možnosť výberu a mierne zníženie rýchlosti pri zaťažení nie je kritické, získajú asynchrónny motor.

Synchrónne elektromotory sú široko používané v elektrických pohonoch, ktoré nevyžadujú reguláciu otáčok. V porovnaní s asynchrónnymi motormi majú niekoľko výhod:

• vyššia účinnosť;

• možnosť výroby motorov s nízkou rýchlosťou otáčania, čo umožňuje opustiť medziľahlé prevody medzi motorom a pracovným strojom;

• otáčky motora nezávisia od zaťaženia jeho hriadeľa;

• možnosť využitia jalového výkonu ako kompenzačných zariadení.

Synchrónne elektromotory môžu byť spotrebiteľmi a generátormi jalový výkon... Charakter a hodnota jalového výkonu synchrónneho motora závisí od veľkosti prúdu v budiacom vinutí. Závislosť prúdu vo vinutí dodávajúceho napätie do elektrickej siete od budiaceho prúdu sa nazýva charakteristika synchrónneho motora v tvare U. Pri 100% zaťažení hriadeľa motora jeho kosínus phi rovná sa 1. V tomto prípade elektromotor nespotrebováva jalový výkon z elektrickej siete. V tomto prípade má prúd vo vinutí statora minimálnu hodnotu.