I de elektriske systemer bruger vi enten i industrier, elværk eller husholdningsbehov, motorer og generatorer er blevet en almindelig ting. Med behovet for højeffektive og mindre strømforbrugende systemer ses opfindelsen af nye modeller af disse elektriske enheder. Den grundlæggende beregningsfaktor for motorer og generatorer pålidelig drift er Magtfaktor . Det er forholdet mellem anvendt effekt og den krævede effekt. Normalt beregnes den samlede forbrugte strøm i industrier og fabrikker baseret på effektfaktoren. Så effektfaktor skal altid opretholdes på enhed. Men på grund af stigningen i reaktiv effekt i disse enheder falder effektfaktoren. For at opretholde effektfaktoren på enhed introduceres mange metoder. Det synkrone motorkoncept er et af dem.
Hvad er synkron motor?
Definitionen af synkronmotor siger, at ”An AC-motor i hvilken ved stabil tilstand er akselens rotation synkroniseret med frekvensen af den påførte strøm ”. Den synkronmotor fungerer som vekselstrømsmotor, men her er det samlede antal omdrejninger foretaget af akslen lig med heltalsmultiplet af frekvensen af den anvendte strøm.
Synkron motor
Den synkrone motor er ikke afhængig af induktionsstrøm til arbejde. I modsætning til induktionsmotorer er der i disse motorer flerfasede AC-elektromagneter til stede staten r , der producerer et roterende magnetfelt. Her er rotoren af en permanent magnet, som synkroniseres med det roterende magnetfelt og roterer synkront med den strømfrekvens, der påføres den.
Synkron motordesign
Stator og rotor er hovedkomponenter af den synkrone motor. Her har statorrammen indpakningsplade, til hvilken nøglestænger og rundtgående ribber er fastgjort. Underlag, rammebeslag bruges til at understøtte maskinen. For at excitere feltviklinger med DC anvendes glidringe og børster.
Cylindriske og runde rotorer anvendes til 6-polet påføring. Fremtrædende polrotorer anvendes, når der kræves en større mængde poler. Konstruktionen af den synkrone motor og den synkrone generator er ens.
Synkront motorarbejdsprincip
Arbejdet med synkronmotorer afhænger af interaktionen mellem statorens magnetfelt og rotorens magnetfelt. Statoren indeholder 3-faseviklinger og leveres med 3-faset effekt. Således producerer statorvikling et 3-faset roterende magnetfelt. DC-forsyning gives til rotoren.
Rotoren trænger ind i det roterende magnetfelt produceret af statorviklingen og roterer synkroniseret. Nu, den motorens hastighed afhænger af frekvensen af den leverede strøm.
Synkronmotorens hastighed styres af frekvensen af den påførte strøm. Hastigheden på en synkron motor kan beregnes som
Ns = 60f / P = 120f / p
hvor f = frekvensen af vekselstrømmen (Hz)
p = samlet antal poler pr. fase
P = totalt parantal poler pr. Fase.
Hvis belastningen er større end nedbrydningsbelastningen, bliver motoren desynkroniseret. 3-faset statorvikling giver fordelen ved at bestemme rotationsretningen. I tilfælde af enfaset vikling er det ikke muligt at udlede rotationsretningen, og motoren kan starte i nogen af retningerne. For at kontrollere rotationsretningen i disse synkronmotorer er der behov for startarrangementer.
Startmetoder for synkron motor
Rotorens inertimoment forhindrer store synkronmotorer i at starte selv. På grund af denne inerti af rotoren er det ikke muligt for en rotor at synkronisere med statorens magnetfelt i det øjeblik, hvor strømmen tilføres. Så der kræves en vis ekstra mekanisme for at hjælpe rotoren med at blive synkroniseret.
Induktionsvikling er inkluderet i de store motorer, som genererer tilstrækkeligt drejningsmoment, der kræves til acceleration. Til meget store motorer anvendes pony-motor til at accelerere den ulastede maskine. Ændring af statorstrømfrekvensen kan elektronisk betjente motorer accelereere selv fra nulhastigheden.
For meget små motorer, når rotorens inertimoment og den mekaniske belastning ønskeligt er lille, kan de starte uden nogen startmetoder.
Typer af synkron motor
Afhængig af metoden til magnetisering af rotoren er der to typer synkronmotorer -
- Ikke begejstret.
- Jævnstrøm Spændt.
Ikke-ophidset motor
I disse motorer magnetiseres rotoren af det eksterne statorfelt. Rotoren indeholder et konstant magnetfelt. Høj retentivt stål såsom koboltstål bruges til at fremstille rotoren. Disse er klassificeret som en permanentmagnet-, modvilje- og hysteresemotor.
- I permanente magnetsynkronmotorer anvendes en permanent magnet sammen med stål til rotordesign. De har et konstant magnetfelt i rotoren, så induktionsvikling kan ikke bruges til start. Anvendes som gearløse elevatormotorer.
Permanent magnet synkron motor
- I modstandsmotor består rotoren af stålstøbning med fremspringende spidsede poler. For at minimere momentkrusningerne er rotorpolerne mindre end statorpolerne. Indeholder egernburvikling for at give rotoren startmoment. Anvendes i instrumenteringsapplikationer.
- Hysteresemotorer er selvstartende motorer. Her er rotoren en glat cylinder, der består af magnetisk hårdt koboltstål med høj koercivitet. Disse motorer er dyre og bruges, hvor der kræves præcis konstant hastighed. Generelt brugt som servomotorer.
DC-strøm ophidset motor
Her exciteres rotoren ved hjælp af jævnstrømmen, der tilføres direkte gennem glideringe. AC-induktion og ensrettere bruges også. Disse er normalt af store størrelser som større end 1 hestekræfter osv.
Anvendelser af synkronmotorer
som regel, synkrone motorer bruges til applikationer, hvor der kræves præcis og konstant hastighed. Anvendelser med lav effekt af disse motorer inkluderer positioneringsmaskiner. Disse anvendes også i robot aktuatorer . Kuglemøller, ure, pladespillere gør også brug af synkronmotorer. Udover disse motorer bruges også som servomotorer og timing maskiner.
Disse motorer fås i et brøkdel af hesteskoens størrelsesområde til det industrielle størrelsesområde med høj effekt. Mens de anvendes i industrielle størrelser med høj effekt, udfører disse motorer to vigtige funktioner. Den ene er som et effektivt middel til at konvertere vekselstrømsenergi til mekanisk energi, og den anden er det Korrektion af effektfaktor . Hvilken anvendelse af servomotor er du stødt på?
