Apakah motor segerak dan di mana ia digunakan

Motor elektrik segerak (SD) tidak sama seperti motor sangkar tupai tak segerak. Tetapi ia digunakan di mana daya kilas yang besar diperlukan dan semasa kerja kerap dilakukan beban berlebihan. Juga, jenis mesin ini digunakan di mana daya yang besar diperlukan untuk menggerakkan mekanisme, kerana faktor kuasa tinggi dan kemampuan untuk meningkatkan faktor kuasa rangkaian, yang akan mengurangkan kos elektrik dan beban pada talian dengan ketara. Apa itu motor segerak, di mana ia digunakan dan apa kebaikan dan keburukannya yang akan kita pertimbangkan dalam artikel ini.

Definisi dan prinsip tindakan

Secara ringkas, motor segerak disebut motor elektrik yang kelajuan putaran rotor (poros) bertepatan dengan kelajuan putaran medan magnet stator.

Mari kita pertimbangkan secara ringkas prinsip operasi motor elektrik seperti itu - ia berdasarkan interaksi medan magnet stator berputar, yang biasanya dibuat oleh arus bolak tiga fasa dan medan magnet pemutar yang berterusan.

Medan magnet tetap pemutar dibuat oleh penggulungan pengujung atau magnet kekal. Arus dalam belitan stator menghasilkan medan magnet berputar, sementara pemutar dalam mod operasi adalah magnet kekal, kutubnya bergegas ke kutub berlawanan dari medan magnet stator. Akibatnya, rotor berputar serentak dengan medan stator, yang merupakan ciri utamanya.

Ingatlah bahawa motor aruhan kelajuan putaran MP stator dan kelajuan putaran rotor berbeza dengan jumlah slip, dan ciri mekaniknya adalah "bonggol" dengan puncak semasa slip kritikal (di bawah kelajuan putaran nominalnya).

Kelajuan putaran medan magnet stator dapat dihitung menggunakan persamaan berikut:

N = 60f / p

f ialah frekuensi arus dalam belitan, Hz, p adalah bilangan pasang kutub.

Oleh itu, kelajuan putaran aci motor segerak ditentukan oleh formula yang sama.

Sebilangan besar motor elektrik AC yang digunakan dalam pengeluaran dibuat tanpa magnet kekal, tetapi dengan penggulungan eksitasi, sementara motor AC segerak rendah dibuat dengan magnet kekal pada rotor.

Arus ke belitan lapangan dibekalkan oleh cincin dan pemasangan berus. Tidak seperti motor elektrik pemungut, di mana pemungut (satu set plat yang disusun secara membujur) digunakan untuk menghantar arus ke gegelung berputar, cincin dipasang pada segerak pada satu hujung stator.

Thyristor exciters, yang sering disebut "VTE" (dengan nama salah satu rangkaian peranti pengeluaran domestik) kini menjadi sumber pengujaan arus terus.Sebelumnya, sistem pengujaan mesin-generator digunakan, ketika penjana dipasang pada poros yang sama dengan mesin (itu juga alat pengujung), yang perintang arus digunakan pada penggulungan medan.

Rotor hampir semua motor DC segerak dijalankan tanpa penggulungan pengujaan, dan dengan magnet kekal, walaupun pada dasarnya sama dengan LED AC, ia sangat berbeza dalam cara mereka dihubungkan dan dikendalikan dari mesin tiga fasa klasik.

Salah satu ciri utama motor elektrik adalah ciri mekanikal. Dia motor segerak dekat dengan garis mendatar lurus. Ini bermaksud bahawa beban pada poros tidak mempengaruhi kelajuannya (sehingga mencapai beberapa nilai kritikal).

Ini dicapai dengan tepat kerana pengujaan arus terus; oleh itu, motor elektrik segerak mengekalkan revolusi berterusan di bawah perubahan beban, beban berlebihan dan penurunan voltan (sehingga had tertentu).

Di bawah ini anda melihat simbol pada rajah mesin segerak.

Reka bentuk pemutar

Seperti yang lain, motor elektrik segerak terdiri daripada dua bahagian utama:

• Pemegun. Gulungan terletak di dalamnya. Ia juga disebut sebagai sauh.
• Pemutar. Magnet kekal atau penggulungan eksitasi dipasang di atasnya. Ia juga disebut induktor, kerana tujuannya - untuk membuat medan magnet).

Untuk membekalkan arus ke belitan lapangan, 2 cincin dipasang pada rotor (kerana pengujaan adalah arus searah, "+" dibekalkan kepada salah satu dari mereka, dan "-" ke yang lain). Berus dilekatkan pada pemegang berus.

 

Rotor motor AC segerak adalah dua jenis, bergantung pada tujuannya:

1. Kutub secara terang-terangan. Tiang (gegelung) jelas kelihatan. Gunakan pada kelajuan rendah dan sebilangan besar tiang.
2. Tersirat - kelihatan seperti kosong bulat, di slot di mana wayar belitan diletakkan. Gunakan pada putaran berkelajuan tinggi (3000, 1500 rpm) dan sebilangan kecil tiang.

Permulaan motor segerak

Ciri mesin elektrik jenis ini adalah bahawa ia tidak boleh disambungkan ke rangkaian dan menunggu pelancarannya. Di samping itu, untuk pengoperasian LED, bukan sahaja sumber arus pengujaan diperlukan, tetapi juga mempunyai rangkaian permulaan yang agak rumit.

Permulaan berlaku seperti pada motor induksi, dan untuk membuat momen permulaan, selain penggulungan medan, belitan "sangkar tupai" tambahan yang pendek dilekatkan pada rotor. Ini juga disebut belitan "redaman", kerana meningkatkan kestabilan ketika beban tiba-tiba.

Tidak ada arus eksitasi pada penggulungan rotor pada permulaan, dan apabila ia mempercepat ke kecepatan sub-sinkron (3-5% kurang daripada segerak), arus pengujaan diterapkan, setelah itu dan arus stator berayun, motor memasuki sinkronisme dan memasuki modus operasi.

Untuk mengehadkan arus permulaan mesin yang kuat, kadang-kadang mereka mengurangkan voltan di terminal belitan stator dengan menghubungkan autotransformer atau perintang secara bersiri.

Semasa mesin segerak dimulakan dalam mod tak segerak, perintang disambungkan ke belitan medan, rintangan yang melebihi ketahanan penggulungan itu sendiri sebanyak 5-10 kali. Ini diperlukan supaya fluks magnetik berdenyut yang timbul di bawah tindakan arus yang disebabkan oleh penggulungan semasa permulaan tidak memperlambat percepatan, dan juga agar tidak merosakkan belitan kerana emf yang disebabkan di dalamnya.

Spesies

Terdapat banyak jenis mesin seperti itu, reka bentuk motor arus ulang-alik segerak dengan belitan eksitasi, seperti yang paling biasa dalam pengeluaran, telah dijelaskan di atas. Terdapat jenis lain, seperti:

• Motor segerak magnet kekal. Ini adalah pelbagai motor elektrik, seperti PMSM - motor sinkron magnet kekal, BLDC - Brushless Direct Current dan lain-lain. Perbezaan antara yang terdiri dalam kaedah kawalan dan bentuk arus (sinusoidal atau trapezoidal). Mereka juga dipanggil motor tanpa berus atau tanpa sikat.Digunakan dalam alat mesin, model yang dikendalikan radio, alat kuasa, dll. Mereka tidak berfungsi secara langsung dari arus terus, tetapi melalui penukar khas.
• Motor stepper - motor tanpa sikat segerak, di mana pemutar tepat memegang kedudukan yang ditentukan, mereka digunakan untuk meletakkan alat kerja di mesin CNC dan untuk mengawal pelbagai elemen sistem automatik (contohnya, kedudukan injap pendikit di dalam kereta). Mereka terdiri daripada pemegun, dalam hal ini, belitan pengujung terletak di atasnya, dan pemutar, yang terbuat dari bahan lembut atau magnet yang kuat secara magnet. Secara struktural sangat serupa dengan jenis sebelumnya.
• Reaktif.
• Histeresis.
• Histeresis reaktif.

Tiga jenis LED terakhir juga tidak mempunyai berus, ia berfungsi kerana reka bentuk pemutar khas. LED reaktif membezakan tiga reka bentuknya: rotor berstrata melintang, rotor dengan tiang yang berbeza, dan rotor berstrata paksi. Penjelasan mengenai prinsip kerja mereka agak rumit, dan akan memakan banyak, jadi kami akan menghilangkannya. Motor seperti ini dalam praktiknya, anda mungkin jarang bertemu. Ini adalah mesin berkuasa rendah yang digunakan dalam automasi.

Skop permohonan

Motor segerak lebih mahal daripada asinkron, selain itu memerlukan sumber pengujaan arus terus tambahan - ini sebahagiannya mengurangkan lebar ruang lingkup mesin elektrik jenis ini. Walau bagaimanapun, motor elektrik segerak digunakan untuk menggerakkan mekanisme di mana kemungkinan beban berlebihan dan penyelenggaraan revolusi stabil yang tepat diperlukan.

Lebih-lebih lagi, mereka paling sering digunakan dalam bidang berkapasitas besar - beratus-ratus kilowatt dan unit megawatt, dan pada masa yang sama, memulakan dan berhenti agak jarang berlaku, iaitu, mesin berfungsi sepanjang waktu untuk waktu yang lama. Aplikasi ini disebabkan oleh fakta bahawa mesin segerak beroperasi dengan kosfif hampir 1, dan dapat memberikan daya reaktif ke jaringan, yang meningkatkan faktor daya rangkaian dan mengurangi penggunaannya, yang penting bagi perusahaan.

Kelebihan dan kekurangan

Dengan kata mudah, maka mana-mana kereta elektrik mempunyai kebaikan dan keburukannya. Kelebihan motor segerak adalah:

1. Bekerja dengan cosPhI = 1, kerana pengujaan arus terus, masing-masing, mereka tidak menggunakan daya reaktif dari rangkaian.
2. Semasa operasi, dengan terlalu banyak eksitasi, mereka memberikan daya reaktif ke rangkaian, meningkatkan faktor daya rangkaian, penurunan voltan dan kerugian di dalamnya, dan CM penjana loji kuasa meningkat.
3. Momen maksimum yang dikembangkan pada batang LED sebanding dengan U, dan untuk AD - U² (pergantungan kuadratik pada voltan). Ini bermaksud bahawa LED mempunyai kapasiti dan kestabilan beban yang baik, yang dipelihara semasa penurunan voltan dalam rangkaian.
4. Akibat dari semua ini, kelajuan putaran stabil semasa overload dan penurunan, dalam kapasiti overload, terutama dengan peningkatan arus eksitasi.

Walau bagaimanapun, kelemahan ketara motor segerak adalah bahawa reka bentuknya lebih rumit daripada reka bentuk asinkron dengan pemutar litar pintas; pengujung diperlukan, tanpanya ia tidak dapat berfungsi. Semua ini membawa kepada kos yang lebih tinggi berbanding dengan mesin tak segerak dan kesukaran dalam penyelenggaraan dan operasi.

Mungkin kelebihan dan kekurangan motor segerak berakhir di sana. Dalam artikel ini, kami telah berusaha merangkum maklumat umum mengenai motor segerak. Sekiranya anda mempunyai sesuatu untuk menambah bahan - tulis di komen.

Bahan berkaitan:

• Apa itu pemutar dan pemegun
• Bagaimana elektrik dihantar jauh tanpa wayar
• Apakah penukar frekuensi