同期電動機の動作原理と装置

教育：

同期モータの動作原理は、非同期と同じです。しかし、特定の設計のモータを選択する際に重要ないくつかの違いがあります。非同期機械は、業界で広く使用されています。そのシェアは、電気モーターの総数の96％に達しています。しかし、これは他のタイプの電気装置がないことを意味するものではありません。

非同期モータとの違い

同期機の主な違いは、アーマチュアの回転速度は、磁束の類似の特性と同じであることが好ましい。閉ループロータが非同期モーターで使用される場合、同期モーターには交流巻線があり、そこに交流電圧が供給されます。永久磁石を使用するデザインもあります。しかしそれはエンジンをより高価にします。

ローターに接続された負荷を大きくすると、その回転速度は変化しない。これは、このタイプのマシンの重要な機能の1つです。前提条件は、動く磁場は、ロータ上の電磁石と同じくらい多くの極対を持つ必要があるということです。これは、エンジンのこの要素の一定の角速度回転を保証するものである。そしてそれはそれに付随する瞬間に依存しないでしょう。

モーター設計

同期モータの装置および原理は簡単である。デザインには次のような要素が含まれています。

固定部分は固定子である。 3つの巻線があり、「スター」または「トライアングル」スキームに従って接続されています。固定子は、電気伝導度の高い電気鋼板から組み立てられる。
可動部はロータである。それはまた巻いている。作業中は電源が入ります。

ロータとステータとの間に中間層がある。空気のそれはエンジンの正常な機能を保証し、磁場がユニットの構成要素に自由に影響することを可能にする。この設計には、ロータが回転するベアリングと、モーターの上部に配置された端子ボックスが含まれています。

エンジンの仕組み

要するに、同期動作の原理エンジンは、あるタイプのエネルギーを別のタイプのエネルギーに変換することです。具体的には、電気から機械へ。モーターはこのように動作します：

固定子巻線には交流電圧が印加される。磁場を作ります。
交番電圧がロータ巻線に印加され、磁場を生成する。永久磁石が使用されている場合、このフィールドはデフォルトですでに使用可能です。
2つの磁界が互いに交差し、互いに反対に - 一方は他方を押す。このため、回転子は動く。ボールベアリングに取り付けられ、自由に回転することができるのは彼だけであり、プッシュを与えるだけです。

それだけです。今では、必要な目的のために受け取った機械的エネルギーを使用するだけです。しかし、同期モーターを正しくノーマルモードにする方法を知る必要があります。操作の原則は非同期とは異なります。したがって、一定の規則を遵守する必要があります。

これを行うために、電動機は動作させなければならない機器に接続される。通常、これらは、停止せずに実質的に作動すべきメカニズムである - 排気フード、ポンプなど。

同期ジェネレータ

逆発電 - 同期発電機。それらのプロセスでは、プロセスが少しずつ異なります。同期ジェネレータと同期モータの動作原理は異なりますが、重要ではありません。

固定子巻線には電圧は印加されない。そこから削除されます。
ロータ巻線には交流電圧が印加され、磁場を生成するのに必要である。消費電力は非常に小さい。
発電機の回転子は、ディーゼルまたはガソリンエンジンまたは水力、風力を用いて発電する。
回転子の周りには、動く磁場がある。したがって、固定子巻線にEMFが誘起され、両端に電位差が現れる。

しかし、いずれにしても、安定化が必要です。発電機セットの出力における電圧。これを行うには、電圧が一定であり、回転周波数が変化すると変化しない電源からロータ巻線に電力を供給すれば十分である。

モータ巻線

ロータは永久磁石または電磁石を有する。それらは通常、極と呼ばれます。同期機（モーターおよび発電機）のインダクタには、次の2種類があります。

ポールポール。
暗黙の極性。

彼らは相互にのみ異なる極の位置。磁場からの抵抗を低減するため、また、流れの浸透条件を改善するために、強磁性体からなるコアが使用される。

これらの要素は、ロータ内およびステータ。使用済みの等級の電気鋼の製造用。そこには多くのシリコンがあります。これは、このタイプの金属の特徴です。これにより、渦電流を大幅に低減し、コアの電気抵抗を増加させることができます。

ポールの影響

設計と動作原理の基礎ロータとステータの極対の相互の影響を確実にすることである。作業を確実にするために、インダクタを特定の速度まで加速する必要があります。これは、ステータの磁界が回転するものと等しい。これが、同期モードでの正常な動作を保証することを可能にするものです。打ち上げが行われる瞬間に、ステータとロータの磁場が互いに交差する。これは「同期エントリ」と呼ばれます。回転子は、固定子磁場のような速度で回転し始める。

ランニング同期モータ

同期モータの最も難しい部分は、その打ち上げ。そのため、これはごくまれにしか使用されていません。結局のところ、設計は打ち上げシステムによって複雑になる。長い間、同期電動機の仕事は、それに機械的に接続された非同期の加速器に依存していました。これはどういう意味ですか？第2のタイプのモータ（非同期式）は、同期機の回転子を準同期周波数に加速することを可能にした。従来の非同期デバイスは、動作する電圧を固定子巻線に印加するのに十分な特別なデバイスを必要としない。

必要な後加速しているエンジンが停止しています。電気モーター内で相互作用する磁場は、それ自体を同期モードで動作させます。加速には別のエンジンが必要です。そのパワーは、同期マシンの同様の特性の約10〜15％でなければなりません。 1kWの電動機を作動させたい場合は、100Wの加速モーターが必要です。アイドルモードとシャフトに軽い負荷の両方で動作することができれば十分です。

もっと近代的なオーバークロック

そのような機械のコストははるかに高いことが判明した。したがって、多くの欠点があっても、通常の非同期モータを使用する方が簡単です。しかし、インストール全体のサイズとコストを削減するのは彼の仕事の原則でした。レオスタットの助けを借りて、ロータの巻線が閉じられる。その結果、エンジンは非同期になります。そして始めるには、固定子巻線に電圧を印加するほうがずっと簡単です。

サブ同期速度の間ロータースイングが可能です。しかし、これは巻き上げの仕事のために発生しません。それどころか、それはおしゃぶりとして働く。回転速度が十分に速くなると、インダクタ巻線に一定の電圧が印加されます。モータは同期モードに出力されます。しかし、この方法は、回転子に巻線を備えたモータを使用する場合にのみ実現できます。永久磁石を使用する場合は、追加のブースターモーターを追加する必要があります。

同期モータの利点と欠点

主な利点（非同期機械） - 回転子巻線の独立した供給のため、ユニットは高い力率で動作することができます。次のような利点を強調することもできます。

電動機によって消費される電流が減少し、効率が増加する。これを非同期モーターと比較すると、同期マシンのこれらの特性は優れています。
トルクは電圧に正比例します。電源。したがって、ネットワーク内の電圧が低下しても、負荷容量は非同期式機械の負荷容量よりもはるかに高くなります。この種の装置の信頼性はかなり高い。

しかし、一つの大きな欠点があります。建設したがって、生産およびその後の修理では、コストが高くなる。さらに、ロータ巻線を供給するためには、必然的にDC電源が必要である。また、コンバータの助けを借りてのみ回転子の速度を調整することが可能です。そのコストは非常に高いです。したがって、頻繁にユニットをオン/オフする必要がない場合は、同期モータが使用されます。