มอเตอร์ซิงโครนัสคืออะไรและใช้ที่ไหน
มอเตอร์ไฟฟ้าแบบซิงโครนัส (SD) นั้นไม่เหมือนกับมอเตอร์กระรอกแบบกรงกระรอกแบบอะซิงโครนัส แต่พวกมันถูกใช้ในที่ที่มีแรงบิดมากและระหว่างการทำงานบ่อยครั้ง เกินพิกัด. นอกจากนี้เครื่องยนต์ชนิดนี้ยังใช้ในการขับเคลื่อนกลไกขนาดใหญ่เนื่องจากปัจจัยด้านพลังงานที่สูงและความสามารถในการปรับปรุงตัวประกอบกำลังไฟฟ้าของเครือข่ายซึ่งจะช่วยลดค่าใช้จ่ายไฟฟ้าและโหลดในสายการผลิตได้อย่างมาก มอเตอร์ซิงโครนัสคืออะไรมันใช้ที่ไหนและข้อดีและข้อเสียของมันที่เราจะพิจารณาในบทความนี้คืออะไร
ความหมายและหลักการของการกระทำ
กล่าวง่ายๆคือมอเตอร์แบบซิงโครนัสเรียกว่ามอเตอร์ไฟฟ้าที่มีความเร็วในการหมุนของโรเตอร์ (เพลา) เกิดขึ้นพร้อมกับความเร็วในการหมุนของสนามแม่เหล็กสเตเตอร์
ให้เราพิจารณาหลักการของการทำงานของมอเตอร์ไฟฟ้าสั้น ๆ - มันขึ้นอยู่กับปฏิสัมพันธ์ของสนามแม่เหล็กหมุนสเตเตอร์ซึ่งมักจะสร้างขึ้นโดยกระแสสลับสามเฟสและสนามแม่เหล็กคงที่ของโรเตอร์
สนามแม่เหล็กคงที่ของโรเตอร์สร้างขึ้นจากการขดลวดกระตุ้นหรือแม่เหล็กถาวร กระแสในขดลวดสเตเตอร์สร้างสนามแม่เหล็กหมุนในขณะที่โรเตอร์ในโหมดการทำงานเป็นแม่เหล็กถาวรขั้วของมันจะพุ่งไปยังขั้วตรงข้ามของสนามแม่เหล็กสเตเตอร์ เป็นผลให้โรเตอร์หมุนพร้อมกันกับสนามสเตเตอร์ซึ่งเป็นคุณสมบัติหลักของมัน
จำได้ว่า มอเตอร์เหนี่ยวนำ ความเร็วในการหมุนสเตเตอร์ของ MP และความเร็วรอบของโรเตอร์แตกต่างกันตามปริมาณของสลิปและคุณลักษณะทางกลของมันคือ "humped" ที่มีค่าสูงสุดในช่วงสลิปวิกฤติ (ต่ำกว่าความเร็วในการหมุนเล็กน้อย)
ความเร็วที่สนามแม่เหล็กสเตเตอร์หมุนสามารถคำนวณได้โดยใช้สมการต่อไปนี้:
N = 60f / p
f คือความถี่ของกระแสไฟฟ้าในขดลวด Hz, p คือจำนวนคู่ของเสา
ดังนั้นความเร็วในการหมุนของเพลามอเตอร์ซิงโครนัสจึงถูกกำหนดโดยสูตรเดียวกัน
มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับส่วนใหญ่ที่ใช้ในการผลิตนั้นทำโดยไม่มีแม่เหล็กถาวร แต่มีขดลวดกระตุ้นในขณะที่มอเตอร์ AC แบบซิงโครนัสกำลังไฟต่ำทำด้วยแม่เหล็กถาวรบนโรเตอร์
กระแสที่คดเคี้ยวไปยังสนามถูกส่งมาด้วยวงแหวนและชุดแปรง ซึ่งแตกต่างจากมอเตอร์ไฟฟ้าสะสมที่สะสม (ชุดจานจัดตามยาว) จะใช้ในการส่งกระแสไปยังขดลวดหมุนแหวนจะติดตั้งอยู่บนซิงโครนัสข้ามปลายด้านหนึ่งของสเตเตอร์
ไทริสเตอร์ exciters มักเรียกว่า "VTE" (ชื่อหนึ่งในซีรีส์ดังกล่าวของอุปกรณ์การผลิตในประเทศ) ปัจจุบันเป็นแหล่งที่มาของการกระตุ้นกระแสตรงก่อนหน้านี้ระบบกระตุ้นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเครื่องยนต์ถูกนำมาใช้เมื่อติดตั้งเครื่องกำเนิดไฟฟ้าบนเพลาเดียวกันกับเครื่องยนต์ (นอกจากนี้ยังเป็น exciter) ซึ่ง ตัวต้านทาน นำไปใช้กับสนามที่คดเคี้ยว
โรเตอร์ของมอเตอร์ DC แบบซิงโครนัสเกือบทั้งหมดทำโดยไม่มีการกระตุ้นขดลวดและด้วยแม่เหล็กถาวรแม้ว่าจะคล้ายกันในหลักการกับไฟ LED AC แต่ก็มีความแตกต่างอย่างมากในวิธีการเชื่อมต่อและควบคุมจากเครื่องสามเฟสแบบดั้งเดิม
หนึ่งในคุณสมบัติหลักของมอเตอร์ไฟฟ้าคือคุณสมบัติเชิงกล เธอมอเตอร์ซิงโครนัสอยู่ใกล้กับแนวเส้นตรง ซึ่งหมายความว่าโหลดบนเพลาไม่ส่งผลต่อความเร็ว (จนกว่าจะถึงค่าวิกฤต)
นี่คือความสำเร็จได้อย่างแม่นยำเนื่องจากการกระตุ้นกระแสไฟฟ้าโดยตรงดังนั้นมอเตอร์ไฟฟ้าแบบซิงโครนัสจะรักษาการปฏิวัติอย่างต่อเนื่องอย่างสมบูรณ์แบบภายใต้การเปลี่ยนแปลงโหลดน้ำหนักเกินและแรงดันไฟฟ้าลดลง
ด้านล่างคุณจะเห็นสัญลักษณ์บนไดอะแกรมของเครื่องซิงโครนัส
การออกแบบใบพัด
เหมือนกับมอเตอร์อื่น ๆ มอเตอร์ไฟฟ้าแบบซิงโครนัสประกอบด้วยสองส่วนหลัก:
- สเตเตอร์ ขดลวดอยู่ในนั้น มันจะเรียกว่าสมอ
- ปีกหมุนของเฮลิคอปเตอร์ ติดตั้งแม่เหล็กถาวรหรือขดลวดกระตุ้น มันก็เรียกว่าตัวเหนี่ยวนำเนื่องจากวัตถุประสงค์ - เพื่อสร้างสนามแม่เหล็ก)
ในการจ่ายกระแสไฟฟ้าให้กับขดลวดในสนามจะมีการติดตั้งวงแหวน 2 วงบนโรเตอร์ (เนื่องจากการกระตุ้นถูกกระแสไฟตรงจะมีการ“ +” ป้อนให้กับหนึ่งในนั้น แปรงติดอยู่กับที่ยึดแปรง
ใบพัดของมอเตอร์ AC แบบซิงโครนัสมีสองประเภทขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์:
- ขั้วโลกอย่างชัดเจน เสา (คอยส์) สามารถมองเห็นได้ชัดเจน ใช้ที่ความเร็วต่ำและเสาจำนวนมาก
- โดยปริยาย - ดูเหมือนว่าจะเป็นวงกลมว่างในสล็อตที่วางสายไฟ ใช้ด้วยความเร็วสูงในการหมุน (3000, 1500 รอบต่อนาที) และเสาเล็ก ๆ
มอเตอร์ซิงโครนัสสตาร์ท
คุณสมบัติของเครื่องใช้ไฟฟ้าประเภทนี้คือไม่สามารถเชื่อมต่อกับเครือข่ายและรอการเปิดตัวได้ นอกจากนี้สำหรับการทำงานของ LED ไม่เพียง แต่ต้องการแหล่งกระแสกระตุ้นเท่านั้น แต่ยังมีวงจรเริ่มต้นที่ค่อนข้างซับซ้อน
การเริ่มต้นขึ้นเกิดขึ้นในมอเตอร์เหนี่ยวนำและเพื่อสร้างช่วงเวลาเริ่มต้นนอกเหนือจากการม้วนสนามการพันขดลวดกระรอก "กรงกระรอก" เพิ่มเติมจะถูกวางไว้บนโรเตอร์ มันเรียกอีกอย่างว่า "การทำให้หมาด ๆ " ที่คดเคี้ยวเพราะจะช่วยเพิ่มความเสถียรในระหว่างการโอเวอร์โหลดอย่างฉับพลัน
ไม่มีกระแสกระตุ้นในการหมุนของโรเตอร์เมื่อเริ่มต้นและเมื่อเร่งความเร็วเป็นแบบซิงโครนัสย่อย (น้อยกว่าแบบซิงโครนัส 3-5%) กระแสกระตุ้นจะถูกนำไปใช้หลังจากนั้นและกระแสสเตเตอร์จะสั่นเข้ามอเตอร์
เพื่อ จำกัด กระแสเริ่มต้นของเครื่องจักรที่ทรงพลังบางครั้งพวกเขาลดแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วของขดลวดสเตเตอร์โดยการเชื่อมต่อตัวแปลงสัญญาณอัตโนมัติหรือตัวต้านทานในอนุกรม
ในขณะที่เครื่องซิงโครนัสเริ่มทำงานในโหมดอะซิงโครนัสตัวต้านทานจะเชื่อมต่อกับขดลวดภาคสนามความต้านทานซึ่งเกินความต้านทานของขดลวดนั้นเอง 5-10 ครั้ง นี่เป็นสิ่งจำเป็นเพื่อให้ฟลักซ์แม่เหล็กที่เต้นเป็นจังหวะเกิดขึ้นภายใต้การกระทำของกระแสที่เกิดขึ้นในขดลวดในระหว่างการเริ่มต้นไม่ได้ชะลอการเร่งความเร็วและเพื่อไม่ให้เกิดความเสียหายต่อขดลวดเนื่องจากแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำ
ประเภท
มีหลายประเภทของเครื่องจักรดังกล่าวการออกแบบมอเตอร์กระแสสลับแบบซิงโครนัสกับขดลวดสนามซึ่งเป็นเรื่องธรรมดาที่สุดในการผลิตได้อธิบายไว้ข้างต้น มีประเภทอื่น ๆ เช่น:
- มอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวร เหล่านี้เป็นมอเตอร์ไฟฟ้าต่างๆเช่น PMSM - มอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวร, BLDC - กระแสตรงแบบไร้แปรงและอื่น ๆ ความแตกต่างระหว่างซึ่งประกอบด้วยในวิธีการควบคุมและรูปร่างของกระแส (sinusoidal หรือ trapezoidal) พวกเขาจะเรียกว่ามอเตอร์ brushless หรือ brushlessใช้ในเครื่องมือเครื่องจักรรุ่นที่ควบคุมด้วยวิทยุเครื่องมือไฟฟ้า ฯลฯ พวกเขาไม่ทำงานโดยตรงจากกระแสตรง แต่ผ่านตัวแปลงพิเศษ
- มอเตอร์สเต็ปเปอร์ - มอเตอร์แบบซิงโครนัสแบบไม่ใช้มอเตอร์ซึ่งมอเตอร์จะยึดตำแหน่งที่ระบุไว้อย่างแม่นยำพวกมันถูกใช้เพื่อจัดตำแหน่งเครื่องมือทำงานในเครื่อง CNC และเพื่อควบคุมองค์ประกอบต่าง ๆ ของระบบอัตโนมัติ (ตัวอย่างเช่นตำแหน่งของลิ้นปีกผีเสื้อในรถยนต์) พวกเขาประกอบด้วยสเตเตอร์ในกรณีนี้ขดลวดกระตุ้นอยู่บนมันและโรเตอร์ซึ่งทำจากวัสดุที่อ่อนนุ่มหรือเป็นแม่เหล็ก โครงสร้างคล้ายกันมากกับประเภทก่อนหน้า
- ปฏิกิริยา
- hysteresis
- ปฏิกิริยาฮิสทีเรีย
ไฟ LED สามประเภทล่าสุดยังไม่มีแปรง แต่ทำงานเนื่องจากการออกแบบพิเศษของโรเตอร์ ไฟ LED แบบตอบสนองแยกความแตกต่างสามแบบ: โรเตอร์แบบแบ่งชั้นตามขวาง, โรเตอร์ที่มีขั้วที่แตกต่างกันและโรเตอร์แบบแบ่งชั้นตามแกน คำอธิบายเกี่ยวกับหลักการทำงานของพวกเขาค่อนข้างซับซ้อนและจะใช้เวลาจำนวนมากดังนั้นเราจะไม่สนใจมัน มอเตอร์ดังกล่าวในทางปฏิบัติคุณมีแนวโน้มที่จะพบไม่บ่อยนัก ส่วนใหญ่เป็นเครื่องจักรที่ใช้พลังงานต่ำในระบบอัตโนมัติ
ขอบเขตการใช้งาน
มอเตอร์แบบซิงโครนัสมีราคาแพงกว่าแบบอะซิงโครนัสนอกจากนี้พวกเขาต้องการแหล่งกระตุ้นกระแสตรงเพิ่มเติม - ส่วนนี้ลดความกว้างของขอบเขตของเครื่องจักรไฟฟ้าประเภทนี้ อย่างไรก็ตามมอเตอร์ไฟฟ้าแบบซิงโครนัสถูกนำมาใช้เพื่อขับเคลื่อนกลไกที่มีความเป็นไปได้สูงและจำเป็นต้องมีการบำรุงรักษาการปฏิวัติที่มั่นคงอย่างแม่นยำ
ยิ่งไปกว่านั้นพวกเขามักจะใช้ในด้านความจุขนาดใหญ่ - หลายร้อยกิโลวัตต์และหน่วยเมกะวัตต์และในเวลาเดียวกันการเริ่มและหยุดค่อนข้างหายากนั่นคือเครื่องจักรทำงานตลอดเวลาเป็นเวลานาน แอปพลิเคชั่นนี้มีสาเหตุมาจากความจริงที่ว่าเครื่องซิงโครนัสทำงานด้วยค่าใกล้เคียงกับ 1 และสามารถส่งมอบพลังงานปฏิกิริยาไปยังเครือข่ายซึ่งช่วยปรับปรุงปัจจัยพลังงานของเครือข่ายและลดการใช้พลังงานซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับองค์กร
ข้อดีและข้อเสีย
พูดง่ายๆก็คือรถยนต์ไฟฟ้ามีข้อดีและข้อเสีย ข้อดีของมอเตอร์ซิงโครนัสคือ:
- ทำงานกับ cosPhI = 1 เนื่องจากการกระตุ้นกระแสไฟตรงตามลำดับจะไม่ใช้พลังงานปฏิกิริยาจากเครือข่าย
- ในระหว่างการดำเนินการด้วยความตื่นเต้นพวกเขาให้พลังงานปฏิกิริยากับเครือข่ายปรับปรุงปัจจัยอำนาจของเครือข่ายแรงดันไฟฟ้าตกและสูญเสียในนั้นและ CM ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าของโรงไฟฟ้าเพิ่มขึ้น
- ช่วงเวลาสูงสุดที่พัฒนาขึ้นบนเพลาของ LED นั้นเป็นสัดส่วนกับ U และสำหรับ AD - U² (การพึ่งพากำลังสองของแรงดันไฟฟ้า) ซึ่งหมายความว่า LED มีความสามารถในการรับน้ำหนักและเสถียรภาพที่ดีซึ่งจะถูกรักษาไว้ในระหว่างแรงดันตกในเครือข่าย
- เป็นผลมาจากทั้งหมดนี้ความเร็วในการหมุนจะเสถียรในระหว่างการโอเวอร์โหลดและการทรุดตัวภายในความจุเกินพิกัดโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมีกระแสกระตุ้นเพิ่มขึ้น
อย่างไรก็ตามข้อเสียเปรียบที่สำคัญของมอเตอร์ซิงโครนัสคือการออกแบบมีความซับซ้อนมากกว่าอะซิงโครนัสกับโรเตอร์ไฟฟ้าลัดวงจรจำเป็นต้องมีการกระตุ้นโดยที่ไม่สามารถทำงานได้ ทั้งหมดนี้นำไปสู่ต้นทุนที่สูงขึ้นเมื่อเทียบกับเครื่องจักรแบบอะซิงโครนัสและความยากลำบากในการบำรุงรักษาและการดำเนินงาน
บางทีข้อดีและข้อเสียของมอเตอร์ซิงโครนัสก็อยู่ตรงนั้น ในบทความนี้เราได้พยายามสรุปข้อมูลทั่วไปเกี่ยวกับมอเตอร์ซิงโครนัส หากคุณมีสิ่งที่จะเสริมวัสดุ - เขียนความคิดเห็น
วัสดุที่เกี่ยวข้อง:
กำลังโหลด ...
