Silniki asynchroniczne to silniki, podczas pracy których pod obciążeniem obserwuje się zjawisko poślizgu, czyli „opóźnienia” obrotów wirnika od obrotów pola magnetycznego stojana. Innymi słowy, obrót wirnika nie następuje synchronicznie z obrotem magnesowania stojana, ale asynchronicznie względem tego ruchu. Dlatego silniki tego rodzaju nazywane są silnikami asynchronicznymi (niesynchronicznymi).
W większości przypadków, wymawiając frazę „silnik indukcyjny”, mają na myśli dokładnie Silnik bezszczotkowy prąd przemienny... Wartość poślizgu a Silnik synchroniczny mogą się różnić w zależności od obciążenia, a także od parametrów zasilania i sposobu sterowania prądami uzwojeń stojana.
Jeśli mamy do czynienia z silnik konwencjonalny prądem przemiennym, jak AIR712A, to przy synchronicznej częstotliwości wirowania pola magnetycznego 3000 obr/min, w warunkach nominalnego obciążenia mechanicznego wału 750 watów, będziemy mieli rzeczywistą prędkość obrotową 2840 obr/min, co oznacza, że wartość przesuwna wyniesie 0,053.
Jest to normalne w przypadku silnika indukcyjnego. I nie zobaczymy okrągłych liczb obrotów, takich jak 3000 lub 1500, zamiast nich wskażemy 2730 lub 1325. Zamiast 1000 można na przykład zapisać 860, mimo że pole magnetyczne wiruje z częstotliwością 1000 obrotów na minutę podczas pracy silnika, jak i musi być w maszynie elektrycznej z 3 parami biegunów magnetycznych, przeznaczonej do zasilania prądem przemiennym o częstotliwości 50 Hz.
Odnośnie silników prąd stały, to w większości przypadków nazywa się to silniki kolektorów, dla którego na prędkość wirnika wpływa nie częstotliwość prądu, ale jego Średnia wartość... Czujnik prędkości może pomóc system elektroniczny sterowania, ustawić prawidłową wartość prądu, aby uzyskać daną prędkość obrotową, jednak zależność między prądem a obrotem nie będzie tutaj bynajmniej liniowa, ponieważ przy inny ładunek prądy o różnej wielkości dadzą bardzo różne prędkości wirnika.
Wirnik silnika prądu stałego może być wyposażony w wielosekcyjne uzwojenie wzbudzające lub magnesy trwałe. Ale dzisiaj wirnik z magnesami jest bardziej typowy dla silników krokowych, które również należą do silników prądu stałego, ale nie mają zespołów kolektor-szczotka. Opcjonalnie rodzaj konstrukcji silnika prądu stałego - magnesy na stojanie i uzwojenie na wirniku.
Tak czy inaczej, asynchroniczny silnik bezszczotkowy ma silne uzwojenie robocze na stojanie, które podczas pracy nagrzewa się z przepływającego przez niego prądu roboczego i przenosi ciepło do obudowy silnika. Dlatego zarówno uzwojenie, jak i obudowa silnika muszą być przez cały czas aktywnie chłodzone.
Dzięki tej właściwości większość silników asynchronicznych domyślnie ma na swoich wałach wirniki wentylatora, a na obudowach znajdują się występy, wzdłuż których wentylator, niczym przez chłodnicę, napędza świeże powietrze, schładzając w ten sposób stojan. Dlatego jeśli masz przed sobą silnik, na wale którego zamontowany jest wentylator (najczęściej pod pokrywą przymocowaną do obudowy silnika), wzdłuż obudowy znajdują się żebra (jak na chłodnicy), a tabliczka znamionowa wskazuje konkretna wartość obrotów na minutę i wartości napięcia przemiennego 220/380 - przed tobą typowy silnik indukcyjny prądu przemiennego.
W silnikach prądu stałego, z zespołami kolektor-szczotka i wielosekcyjnymi uzwojeniami wielozwojowymi na yakarach, wyprowadzonych na lamele kolektora, zarówno uzwojenie stojana, jak i uzwojenie wirnika (twornika) pełnią rolę uzwojeń roboczych.
Tutaj w rzeczywistości okazuje się, że uzwojenie robocze jest niejako podzielone na dwie części: prąd roboczy przepływa zarówno przez uzwojenie twornika, jak i przez uzwojenie stojana, w związku z tym nie ma problemu grzania tylko stojana, a wentylator nie jest tutaj potrzebny.
Do chłodzenia jest wystarczająco dużo otworów wentylacyjnych, przez które widać wirnik z nawiniętą kotwicą. Dlatego jeśli masz przed sobą silnik z zespołem komutatorowo-szczotkowym, gdzie kolektor ma wiele lameli (błyszczących płytek) z wyprowadzeniami z uzwojeń, a wentylator wydaje się nie być dostarczony, to masz silnik prądu stałego.
Stojan silnika prądu stałego może być zestawem magnesów trwałych. Większość silników prądu stałego zaprojektowanych na napięcie sieciowe z łatwością będzie działać na prąd zmienny (przykładem takiego uniwersalnego silnika jest silnik szlifierki).
Działanie dowolnych silników elektrycznych opiera się na zasadzie indukcji elektromagnetycznej. Silnik elektryczny składa się z części stałej - stojana (dla silników asynchronicznych i synchronicznych AC) lub cewki indukcyjnej (dla silników DC) oraz części ruchomej - wirnika (dla silników asynchronicznych i synchronicznych AC) lub zwory (dla silników DC) . Jako induktor włączony silniki małej mocy prąd stały, często stosuje się magnesy trwałe.
Wszystkie silniki można z grubsza podzielić na dwa typy:
Silniki prądu stałego
Silniki prądu przemiennego (asynchroniczne i synchroniczne)
Silniki prądu stałego
Według niektórych opinii ten silnik można również nazwać synchroniczną maszyną prądu stałego z samosynchronizacją. Prosty silnik, który jest maszyną prądu stałego, składa się z magnesu trwałego na cewce (stojan), 1 elektromagnesu z wyraźnie zaznaczonymi biegunami na tworniku (zwora dwuzębna z wyraźnymi biegunami i jednym uzwojeniem), kolektora szczotek montaż za pomocą 2 płyt (lameli) i 2 szczotek.Prosty silnik ma 2 pozycje wirnika (2 „martwe punkty”), z których samoczynny rozruch jest niemożliwy, oraz nierównomierny moment obrotowy. W pierwszym przybliżeniu pole magnetyczne biegunów stojana jest jednorodne (jednorodne).
Te silniki z obecnością jednostki zbierającej szczotki to:
Kolektor - urządzenie elektryczne, w którym czujnik położenia wirnika i wyłącznik prądu w uzwojeniach to to samo urządzenie - zespół szczotko-kolektora.
Bezszczotkowy- zamknięty układ elektromechaniczny składający się z urządzenia synchronicznego z sinusoidalnym rozkładem pola magnetycznego w szczelinie, czujnika położenia wirnika, konwertera współrzędnych i wzmacniacza mocy. Droższa opcja w porównaniu z silnikami szczotkowymi.
Silniki prądu przemiennego
W zależności od rodzaju pracy silniki te dzielą się na silniki synchroniczne i asynchroniczne. Podstawowa różnica polega na tym, że w maszynach synchronicznych I harmoniczna siły magnetomotorycznej stojana porusza się z prędkością obrotową wirnika (a więc sam wirnik obraca się z prędkością obrotową pola magnetycznego w stojanie), a w asynchronicznym maszyn istnieje i pozostaje różnica między prędkością obrotową wirnika a prędkością obrotową pola magnetycznego w stojanie (pole wiruje szybciej niż wirnik).Synchroniczny- silnik prądu przemiennego, którego wirnik obraca się synchronicznie z polem magnetycznym napięcia zasilania. Silniki te są tradycyjnie używane z ogromnymi pojemnościami (od setek kilowatów i więcej).
Istnieją silniki synchroniczne z dyskretnym ruchem kątowym wirnika - silniki krokowe... W nich ta pozycja wirnika jest ustalana poprzez zasilanie odpowiednich uzwojeń. Przejście do innej pozycji odbywa się poprzez usunięcie napięcia zasilania z niektórych uzwojeń i przeniesienie go na inne uzwojenia silnika.
Innym rodzajem silników synchronicznych jest silnik elektryczny o reluktancji zaworowej, którego zasilanie uzwojeń dodaje się za pomocą elementów półprzewodnikowych.
Asynchroniczny- silnik prądu przemiennego, w którym prędkość wirnika różni się od częstotliwości wirującego pola magnetycznego wytworzonego przez napięcie zasilania, druga nazwa maszyn asynchronicznych - indukcja polega na tym, że prąd w uzwojeniu wirnika jest indukowany przez pole wirujące stojana. Maszyny asynchroniczne stanowią obecnie ogromną część maszyn elektrycznych. Stosowane są głównie w postaci silników elektrycznych i są uważane za kluczowe konwertery energii elektrycznej na energię mechaniczną, a stosowane są głównie silniki asynchroniczne z wirnikiem klatkowym.
Według liczby faz silniki to:
- jednofazowy
- dwufazowy
- trójfazowy
Najpopularniejsze i najpopularniejsze silniki, które znajdują zastosowanie w produkcji i sprzęcie AGD:
Jednofazowy asynchroniczny silnik klatkowy
Jednofazowy silnik asynchroniczny ma tylko 1 uzwojenie robocze na stojanie, do którego podczas pracy silnika doprowadzany jest prąd przemienny. Chociaż do uruchomienia silnika, na jego stojanie znajduje się uzwojenie pomocnicze, które jest na krótko połączone z siecią przez kondensator lub indukcyjność lub jest zwierane przez styki rozruchowe przełącznika. Jest to konieczne do wytworzenia początkowego przesunięcia fazowego, aby wirnik zaczął się obracać, w przeciwnym razie pulsujące pole magnetyczne stojana nie spowoduje przesunięcia wirnika z jego miejsca.
Wirnik takiego silnika, jak każdy inny silnik asynchroniczny z wirnikiem klatkowym, jest cylindrycznym rdzeniem z rowkami odlanymi w aluminium, z natychmiast odlewanymi łopatkami wentylacyjnymi.
Taki wirnik nazywa się wirnikiem klatkowym. Silniki jednofazowe są stosowane w urządzeniach małej mocy, w tym wentylatorach pokojowych lub małych pompach.
Dwufazowy asynchroniczny silnik klatkowy
Dwufazowe silniki asynchroniczne są bardziej wydajne podczas pracy w jednofazowej sieci prądu przemiennego. Zawierają dwa uzwojenia robocze na stojanie, umieszczone prostopadle, przy czym jedno z uzwojeń jest podłączone bezpośrednio do sieci prądu przemiennego, a drugie przez kondensator przesuwający fazę, tak wychodzi wirujące pole magnetyczne, ale bez kondensatora wirnik nie poruszał się.
Silniki te mają między innymi wirnik klatkowy, a ich zastosowanie jest jeszcze szersze niż jednofazowych. Już jest pralki i różne maszyny. Silniki dwufazowe do zasilania z sieci jednofazowych nazywane są silnikami kondensatorowymi, ponieważ kondensator przesuwający fazę jest często uważany za obowiązkową ich część.
Trójfazowy asynchroniczny silnik klatkowy
Trójfazowy silnik asynchroniczny ma trzy uzwojenia robocze na stojanie, przesunięte względem siebie tak, że po podłączeniu do sieci trójfazowej ich pola magnetyczne są przesunięte w przestrzeni względem siebie o 120 stopni. Gdy silnik trójfazowy zostanie włączony do trójfazowej sieci prądu przemiennego, pojawia się wirujące pole magnetyczne, które wprawia w ruch wirnik klatkowy.
Uzwojenia stojana silnika trójfazowego można podłączyć w układzie „gwiazda” lub „trójkąt”, natomiast do zasilania silnika w układzie „gwiazda” wymagane jest napięcie wyższe niż dla układu „trójkąt”, i dlatego na silniku wskazane są 2 napięcia, na przykład: 127/220 lub 220/380. Silniki trójfazowe są niezbędne do napędzania różnych maszyn, wciągarek, pił tarczowych, dźwigów itp.
Silnik indukcyjny trójfazowy z wirnikiem uzwojonym
Trójfazowy silnik asynchroniczny z wirnik fazowy ma stojan podobny do typów silników opisanych powyżej, laminowany obwód magnetyczny z 3 uzwojeniami ułożonymi w jego rowkach, ale pręty duraluminiowe nie są wlewane do wirnika fazowego, ale prawdziwe uzwojenie trójfazowe jest już ułożone, w „gwiazdzie " połączenie. Końce gwiazdy uzwojenia wirnika fazowego są wyprowadzone na trzy pierścienie ślizgowe, zamontowane na wale wirnika i oddzielone od niego elektrycznie.
Za pomocą szczotek między innymi do pierścieni doprowadzane jest trójfazowe napięcie przemienne, a włączanie może odbywać się zarówno bezpośrednio, jak i przez reostaty. Niewątpliwie silniki z wirnikiem fazowym są droższe, chociaż ich moment rozruchowy pod obciążeniem jest znacznie wyższy niż w przypadku silników z wirnikiem klatkowym. Wynika to z przecenionej siły i ogromnego momentu startowego, dany widok silniki znalazły zastosowanie w napędach wind i dźwigów, czyli gdzie urządzenie uruchamia się pod obciążeniem, a nie na biegu jałowym, jak w silnikach z wirnikiem klatkowym.
Zanim dowiesz się, jaka jest ich różnica, musisz dowiedzieć się, czym jest silnik elektryczny? Silnik elektryczny to maszyna elektryczna zasilana energią elektryczną i napędzająca inne maszyny.
Wyjaśnienie zasady działania synchronicznego silnika elektrycznego dla „manekinów”
Od dzieciństwa pamiętamy, że dwa magnesy, jeśli zbliżą się do siebie, w jednym przypadku są przyciągane, aw drugim odpychają. Dzieje się tak, w zależności od tego, które strony magnesów je połączymy, przeciwne bieguny przyciągają się i podobnie jak bieguny odpychają. Są to magnesy trwałe z trwałym polem magnetycznym. Istnieją również magnesy zmienne.
W szkolnym podręczniku fizyki znajduje się rysunek przedstawiający elektromagnes w postaci podkowy oraz ramkę z półpierścieniami na końcach, która znajduje się między jego biegunami.
Gdy rama znajduje się w pozycji poziomej w przestrzeni między biegunami magnesów, ze względu na to, że magnes przyciąga przeciwne bieguny i odpycha te same, do ramy doprowadzany jest prąd o tym samym znaku. Wokół ramki pojawia się pole elektromagnetyczne (oto przykład zmiennego magnesu!), bieguny magnesów przyciągają ramkę i obraca się ona do pozycji pionowej. Po osiągnięciu pionu do ramy przykładany jest prąd o przeciwnym znaku, pole elektromagnetyczne ramy zmienia swoją polaryzację, a bieguny magnesu stałego zaczynają odpychać ramę, obracając ją do pozycja pozioma, po czym cykl rotacji jest powtarzany.
Tak działa silnik elektryczny. Co więcej, prymitywny synchroniczny silnik elektryczny!
Tak więc prymitywny silnik synchroniczny działa, gdy do ramy jest doprowadzany prąd. W prawdziwym synchronicznym silniku elektrycznym rolę ramy pełni wirnik ze zwojami drutów, zwanych uzwojeniami, które są zasilane (służą jako źródło pola elektromagnetycznego). A rolę magnesu podkowiastego pełni stojan wykonany albo z zestawu magnesów trwałych, albo też ze zwojów drutów (uzwojeń), które przy doprowadzeniu prądu są jednocześnie źródłem pola elektromagnetycznego.
Wirnik synchronicznego silnika elektrycznego będzie się obracał z taką samą częstotliwością, jak zmienia się prąd dostarczany do zacisków uzwojenia, tj. synchronicznie. Stąd nazwa tego silnika elektrycznego. 
Wyjaśnienie zasady działania asynchronicznego silnika elektrycznego dla „manekinów”
Przypominamy opis figury w poprzednim przykładzie. Ta sama rama, umieszczona między biegunami magnesu w kształcie podkowy, tylko jej końce nie mają półpierścieni, są ze sobą połączone.
Teraz zaczynamy obracać magnes w kształcie podkowy wokół ramy. Obracamy go powoli i obserwujemy zachowanie kadru. Przez pewien czas rama pozostaje nieruchoma, a następnie, gdy magnes zostanie obrócony o określony kąt, rama zaczyna się obracać za magnesem. Obrót ramy jest opóźniony w stosunku do prędkości obrotowej magnesu, tj. nie obraca się z nim synchronicznie - asynchronicznie. Okazuje się więc, że jest to prymitywny asynchroniczny silnik elektryczny.
W rzeczywistości rolą magnesów w prawdziwym silniku indukcyjnym są uzwojenia znajdujące się w żłobkach stojana, które są zasilane prądem. Rolę ramy odgrywa wirnik, w rowki, w które wkładane są metalowe płytki, połączone ze sobą na krótki czas. Dlatego taki wirnik nazywa się klatką wiewiórkową. 
Jakie są różnice między silnikami elektrycznymi synchronicznymi i asynchronicznymi?
Jeśli umieścisz dwa obok siebie nowoczesny silnik elektryczny jednego i drugiego typu, a następnie przez zewnętrzne znaki nawet specjaliście trudno je rozróżnić.
Zasadniczo ich główna różnica jest rozważana w podanych przykładach zasad działania tych silników elektrycznych. Różnią się według konstrukcji wirnika... Wirnik synchronicznego silnika elektrycznego składa się z uzwojeń, a wirnik silnika asynchronicznego to zestaw płytek.
Stojany jednego i drugiego silnika elektrycznego są prawie nie do odróżnienia i reprezentują zestaw uzwojeń, jednak stojan synchronicznego silnika elektrycznego może być rekrutowany z magnesów trwałych.
Obroty silnika synchronicznego odpowiadają częstotliwości dostarczanego do niego prądu, a obroty silnika asynchronicznego są nieco opóźnione w stosunku do częstotliwości prądu.
Różnią się i przez aplikację... Na przykład synchroniczne silniki elektryczne służą do napędzania urządzeń pracujących ze stałą prędkością obrotową (pompy, sprężarki itp.) Bez zmniejszania jej wraz ze wzrostem obciążenia. I tu silniki asynchroniczne zmniejszyć prędkość wraz ze wzrostem obciążenia.
Synchroniczne silniki elektryczne są strukturalnie bardziej skomplikowane, a przez to droższe i silniki synchroniczne.
Silniki elektryczne można podzielić na dwie główne kategorie - silniki synchroniczne i asynchroniczne (indukcyjne). Te dwa gatunki różnią się od siebie. Różnica jest już widoczna w samych nazwach. Jednostki można rozróżnić po liczbie obrotów wytłoczonej na tabliczce znamionowej (jeśli nie jest tam wskazany typ silnika), silnik asynchroniczny ma liczbę niezaokrągloną (na przykład 950 obr./min), silnik synchroniczny ma liczbę zaokrągloną (1000 obr./min).
Istnieją inne ważne różnice, w tym artykule przyjrzymy się najbardziej orientacyjnym z nich: projektowi, wydajności i kosztom.
Każdy silnik składa się z dwóch elementów: stacjonarnego i obrotowego. Stojan posiada osiowe szczeliny - rowki, na dnie których ułożone są przewodzące prąd druty miedziane lub aluminiowe. W przypadku silnika elektrycznego do wału przymocowany jest wirnik z uzwojeniem wzbudzenia.
Podstawową różnicą między silnikami synchronicznymi i asynchronicznymi są wirniki, a dokładniej ich konstrukcja.
W przypadku modeli synchronicznych o niskich mocach są to magnesy trwałe.
Do uzwojenia stojana przykładane jest napięcie przemienne, wirnik jest podłączony do stałego źródła zasilania. Prąd stały przepływający przez uzwojenie pola indukuje pole magnetyczne stojana. Moment obrotowy jest generowany ze względu na kąt opóźnienia między polami. Wirnik ma taką samą prędkość jak pole magnetyczne stojana.
Agregaty wykorzystywane są w praktyce zarówno jako generatory, jak i silniki.
Wystarczą modele asynchroniczne niedrogie silniki, które są używane często i wszędzie. Są łatwiejsze w konstruktywnie, mimo że części stałe są w zasadzie podobne dla wszystkich silników.
Przez uzwojenie stojana przepływa zmienny prąd elektryczny, który współdziała z uzwojeniem wirnika. Te dwa pola obracają się z tą samą prędkością w tym samym kierunku, ale nie mogą być równe, w przeciwnym razie nie powstanie indukowana siła elektromotoryczna, a ponadto moment obrotowy. Staje się to przyczyną indukowanego prądu w uzwojeniu wirnika, którego kierunek, zgodnie z regułą Lenza, jest taki, że przeciwstawia się przyczynie jego wytwarzania, czyli prędkości poślizgu.
Prędkość wirnika nie pokrywa się z prędkością pola magnetycznego, zawsze jest mniejsza. W ten sposób wirnik stara się dogonić prędkość wirującego pola magnetycznego i zmniejszyć prędkość względną.
Główne zalety i wady
- Jednostki asynchroniczne nie wymagają dodatkowego zasilania. Synchroniczny wymaga dodatkowego źródła prądu stałego do zasilania uzwojeń.
- Urządzenia synchroniczne charakteryzują się stosunkowo niską wrażliwością na spadki napięcia sieciowego i stabilnością obrotów niezależnie od obciążenia.
- Silniki indukcyjne nie wymagają pierścieni ślizgowych, z wyjątkiem silników z wirnikiem uzwojonym, które mają pierścienie ślizgowe do łagodnego rozruchu lub regulacji prędkości. W silnikach synchronicznych więcej luki od czasu użycia pierścienie ślizgowe ze szczotkami. W konsekwencji części zużywają się szybciej, a kontakt między nimi słabnie.
- Urządzenia synchroniczne wymagają wyzwalaczy pomocniczych, ponieważ nie mają funkcji samoczynnego rozruchu. W przypadku silników indukcyjnych z własnymi momentami rozruchowymi taki mechanizm nie jest wymagany.
Która jednostka jest lepsza
Podsumowując, należy zauważyć, że nie można powiedzieć, że jeden silnik jest lepszy od drugiego. Jednak modele asynchroniczne są bardziej niezawodne w działaniu i wyróżniają się prostą konstrukcją. Jeżeli jednostki nie są przeciążone, użytkownik może być zadowolony z ich długiej żywotności.
Maszyny trójfazowe prądu przemiennego. Są dwojakiego rodzaju - asynchroniczne i synchroniczne. W tym artykule opisano podobieństwa i różnice między obydwoma typami maszyn oraz obszarem ich zastosowania.
Zasada działania i urządzenie maszyn elektrycznych różnych typów
Silniki asynchroniczne i synchroniczne mają podobną konstrukcję, ale istnieją różnice.Urządzenie i zasada działania asynchronicznych silników elektrycznych
Są to najpopularniejsze maszyny AC. Takie silniki elektryczne składają się z trzech głównych części:
- Obudowa z osłonami końcowymi i nóżkami lub kołnierzem.
- Obudowa zawiera rdzeń magnetyczny wykonany z żelaznych płyt z uzwojeniami. Ten obwód magnetyczny nazywa się stojanem.
- Wał z łożyskami i przewodnikiem magnetycznym. Ten projekt nazywa się wirnikiem. W silnikach elektrycznych z wirnikiem klatkowym aluminiowe pręty są połączone w obwodzie magnetycznym, ta konstrukcja nazywana jest „klatką wiewiórkową”. W maszynach z wirnikiem fazowym zamiast prętów nawijane są uzwojenia.
W rowkach stojana nawinięte są trzy uzwojenia z przesunięciem 120 °. Po podłączeniu do sieci trójfazowej w stojanie indukowane jest wirujące pole magnetyczne. Prędkość obrotowa nazywana jest „prędkością synchroniczną”.
Referencja! V silniki elektryczne jednofazowe pole wirujące jest tworzone przez dodatkowe uzwojenie lub cechy konstrukcyjne stojan.
Pole to indukuje pole elektromagnetyczne w wirniku, powstały prąd tworzy własne pole, oddziałując z polem stojana i wprawiając go w ruch. Prędkość wirnika jest mniejsza niż prędkość synchroniczna. Ta różnica nazywa się poślizgiem.
Poślizg oblicza się według wzoru S = (n1-n2) / n1 * 100%, gdzie: · n1 - prędkość synchroniczna; · N2 - prędkość wirnika.
Wartość nominalna
na poślizg w konwencjonalnych silnikach elektrycznych 1-8%. Wraz ze wzrostem obciążenia na wale silnika poślizg i moment obrotowy wzrastają do wartości krytycznej, po osiągnięciu której silnik zatrzymuje się.
W silnikach elektrycznych z wirnikiem fazowym zamiast klatki wiewiórkowej w rowkach wirnika nawinięte są trzy uzwojenia. Poprzez pierścienie ślizgowe i szczotki są połączone z dodatkowymi rezystorami. Rezystancje te ograniczają prąd i pole magnetyczne w wirniku. Zwiększa to poślizg i zmniejsza prędkość silnika.
Są używane do ciężkich rozruchów i aplikacji o zmiennej prędkości, takich jak suwnice.
Zasada działania synchronicznych silników elektrycznych
Silniki te są bardziej złożone i droższe niż maszyny indukcyjne. Ich godność to stała prędkość obrót, który nie zmienia się pod obciążeniem.Stojan maszyny synchronicznej nie różni się od asynchronicznego. Różnica tkwi w wirniku. W przeciwieństwie do silnika indukcyjnego, obrót odbywa się dzięki interakcji wirującego pola magnetycznego stojana i stałego pola wirnika. Aby go stworzyć, w wirniku znajdują się elektromagnesy. Napięcie doprowadzane jest do cewek za pomocą pierścieni ślizgowych i szczotek grafitowych.
Referencja! W wirniku maszyn synchronicznych niska moc zamiast elektromagnesów instalowane są stałe lub po prostu obwód magnetyczny ma wyraźne bieguny. Poślizg, podobnie jak w maszynach asynchronicznych, jest nieobecny, a prędkość zależy tylko od częstotliwości napięcia zasilającego.
Uruchamianie silników elektrycznych
Asynchroniczny samochody elektryczne moc do 30-50 kW uruchamiana jest przez bezpośrednie zasilanie. Z silnikami duża moc i maszyn synchronicznych sytuacja jest bardziej skomplikowana.
Uruchamianie silników indukcyjnych dużej mocy
Aby uruchomić takie maszyny, stosuje się różne metody:
- Włączenie dodatkowych rezystancji w obwodzie stojana. Ograniczają prąd rozruchowy, a po przyspieszeniu są zwierane przez rozrusznik.
- W urządzeniach przeznaczonych do pracy w sieci o napięciu fazowym 660 woltów uzwojenia w sieci 380 woltów są połączone trójkątem. W momencie startu przełączają się na gwiazdę.
- W maszynach elektrycznych z wirnikiem uzwojonym dodatkowe rezystancje są zawarte w obwodzie wirnika do rozruchu. Po przetaktowaniu są zwarte.
- Gdy jest kontrola prędkości, przełączanie uzwojeń lub zmiana częstotliwości, silnik jest włączany z minimalną prędkością. Po rozpoczęciu rotacji obroty wzrastają.
Rozruch maszyn elektrycznych synchronicznych
W przeciwieństwie do maszyn asynchronicznych, które są uruchamiane przez interakcję pola stojana i uzwojeń lub klatki wirnika, maszyna synchroniczna musi najpierw zostać przyspieszona do prędkości zbliżonej do synchronicznej.
- Z opcjonalnym silnikiem indukcyjnym. Tak zaczynają się samochody magnesy trwałe w wirniku. Gdy prędkość jest zbliżona do prędkości synchronicznej, silnik asynchroniczny zostaje odłączony, a do stojana silnika synchronicznego podawane jest napięcie.
- Start asynchroniczny. Oprócz elektromagnesu wirnik zawiera „klatkę wiewiórkową”. Z jego pomocą aparat przyspiesza, po czym jest podawany do uzwojenia stałe ciśnienie, a silnik zaczyna pracować jako synchroniczny.
- Uzwojenia wirnika są zwierane bezpośrednio lub przez dodatkowy rezystor. Po przetaktowaniu są zasilane stałym napięciem.
- Z pomocą TFC (tyrystorowy przemiennik częstotliwości) częstotliwość napięcia zasilania i prędkość obrotowa płynnie wzrastają do wartości nominalnej. Ta metoda jest stosowana w mechanizmach o zmiennej prędkości.
Cechy i zastosowanie różnych typów silników elektrycznych
Każdy typ silnika ma zalety i wady w stosunku do innych. To determinuje zakres ich zastosowania. Podanie różne rodzaje maszyny elektryczne zależą od ich cech konstrukcyjnych i zasady działania.
Zalety i zastosowanie asynchronicznych silników elektrycznych
Takie maszyny mają przewagę nad urządzeniami synchronicznymi:
- prostota konstrukcji i niska cena; urządzenia z uzwojonym wirnikiem umożliwiają regulację prędkości obrotowej i płynny rozruch bez użycia przemienników częstotliwości;
- szeroka gama pojemności - od kilku watów do kilkudziesięciu kilowatów.
Oprócz zalet istnieją wady:
- spadek prędkości obrotowej wraz ze wzrostem obciążenia;
- niższa wydajność i duże wymiary niż urządzenia synchroniczne o tej samej mocy;
- poza aktywną, takie urządzenia zużywają moc bierną (indukcyjną), co prowadzi do konieczności instalowania kompensatorów lub dodatkowo płacenia za energię bierną.
Takie maszyny są używane prawie wszędzie tam, gdzie konieczne jest napędzanie mechanizmu i istnieje napięcie trójfazowe 380 woltów.
Zastosowanie maszyn synchronicznych
- Regulacja poprzez zmianę prądu wzbudzenia cos φ. Pozwala to zmniejszyć pobór prądu, wymiary i przekrój przewodu zasilającego, a także zwiększyć wydajność. Ponadto takie urządzenia są wykorzystywane jako kompensatory mocy biernej.
- Są mniej wrażliwe na wahania napięcia i mają większą zdolność przeciążania, zwłaszcza obciążeń udarowych. Zdolność do nadmiernej mocy zwiększa się poprzez nadmierne wzbudzenie uzwojeń wirnika. Dzięki temu takie silniki są stosowane w koparkach, nożycach gilotynowych i innych podobnych mechanizmach.
- Prędkość nie zmienia się wraz ze zmianą obciążenia. Dlatego maszyny synchroniczne znajdują zastosowanie w precyzyjnych obrabiarkach w metalurgii, budowie maszyn i przemyśle drzewnym.