Motoare asincrone și sincrone. Principiul de funcționare

Motoarele asincrone trifazate formează baza acționărilor electrice moderne. Acestea se disting de DPT prin simplitatea designului, fiabilitatea, indicatorii tehnici și economici ridicați. În prezent, convertoarele de frecvență au făcut posibilă îmbunătățirea proprietăților de reglare ale IM-ului decât cele ale motorului de curent continuu cu NV.

Prin proiectarea rotorului, IM sunt împărțite în motoare și rotor cu cușcă de veveriță (KZR) și motoare cu rotor de fază(FR). Cel mai simplu design este pentru HELL cu KZR. Rotorul unui astfel de motor nu are cabluri, deoarece înfășurarea acestuia se face sub forma unei cuști scurtcircuitate (cușcă veveriță). Înfășurarea acestuia se face sub forma unui șir de tije de cupru sau aluminiu situate de-a lungul perimetrului miezului rotorului, închise de ambele părți prin inele de scurtcircuitare. Simplitatea designului le oferă fiabilitate ridicată, ușurința întreținerii și costul redus. Circuitul pentru pornirea tensiunii arteriale a SS KZR este prezentat în Fig. 4.1, a.

Rotorul de fază are o înfășurare trifazată, realizată în funcție de tipul de înfășurare a statorului (Fig. 4.1, b). Unele capete ale bobinelor sunt conectate la punctul zero („stea”), în timp ce altele sunt conectate la inele de alunecare. Periile sunt suprapuse pe inele, făcând contact culisant cu înfășurarea rotorului. Cu acest design, este posibil să conectați un reostat de pornire sau de reglare la înfășurarea rotorului, ceea ce face posibilă schimbarea rezistenței electrice în circuitul rotorului. Astfel de motoare sunt mai dificil de fabricat și de operat, prin urmare sunt utilizate numai în cazul în care utilizarea AM cu o protecție la scurtcircuit nu asigură cerințele pentru acționarea mecanismului.

Rotorul IM-ului rămâne în spatele câmpului magnetic rotativ al statorului, care este creat de înfășurarea statorului, adică rotația are loc asincron. În aceste condiții, câmpul rotativ al statorului induce un CEM în înfășurarea rotorului, sub acțiunea căruia curge un curent în rotor, care interacționează cu câmpul magnetic rotativ (VMP), creând un cuplu al motorului. În modurile de funcționare, diferența dintre turația statorului și a rotorului nu este mare și se ridică la câteva procente. Când se iau în considerare procesele de lucru ale tensiunii arteriale, se folosește de obicei conceptul de alunecare

Viteză motor asincronîn modurile de operare

unde este frecvența sincronă de rotație a câmpului magnetic; - frecvența tensiunii de alimentare; Este numărul de perechi de poli.

Statorul unui motor sincron (SM) nu diferă structural de statorul unui AM. Rotorul LED-ului are un design cu poli salient, la polii căruia se află înfășurarea de câmp. Când porniți înfășurarea la sursă curent continuu un motor magnetic suplimentar este creat în motor. Astfel, pentru funcționarea unui motor sincron, pe lângă o tensiune alternativă trifazată, este necesară și o tensiune constantă. Singurele excepții sunt motoarele alimentate de magneți permanenți. Astfel de motoare au o caracteristică mecanică absolut rigidă: rotorul motorului se rotește sincron cu câmpul magnetic rotativ cu frecvență.

Spre deosebire de IM, motoarele sincrone nu creează un cuplu de pornire, deoarece rotorul motorului, din cauza inerției, nu poate accelera instantaneu la viteza sincronă. Pentru a porni SD-ul, este necesar să îl aduceți mai întâi în rotație la o viteză apropiată de sincronă (. În acest scop, se utilizează un start asincron, pentru care există un începând înfășurarea, asemănător structural cu o cușcă de veveriță.

Procesul de pornire asincronă a SM se desfășoară după cum urmează (Fig. 4.2).

Când înfășurarea statorului este conectată la rețeaua SM, SM pornește ca una asincronă. În acest caz, înfășurarea de excitație este închisă la o rezistență pentru a limita magnitudinea EMF, care este indusă în OF la pornirea motorului. Când viteza de rotație este aproape de nominală, înfășurarea de excitație este conectată la o tensiune constantă, iar motorul este tras în sincronism, adică viteza de rotație a motorului devine egală cu viteza sincronă.

Motoarele sincrone sunt fabricate pe de mare putere: de la sute la mii de kilowați. Acest lucru se explică prin faptul că la capacități mai mici utilizarea lor este inexpedientă în ceea ce privește indicatorii tehnici și economici.

SD are de obicei un scop desemnat, adică fiecare serie este proiectată pentru mecanisme specifice (pentru morile cu bile - SDMZ, pentru antrenarea compresoarelor - SDK, pentru antrenarea pompelor - VDS etc.).

Motoarele sincrone au o capacitate de suprasarcină .

O altă caracteristică a LED-ului este capacitatea de a lucra cu o valoare, în plus, atunci când este supraexcitat, motorul sincron începe să genereze o sarcină capacitivă. Pentru a crește rețeaua, se utilizează compensatoare sincrone, care sunt LED-uri supraexcitate cu un design special, care funcționează fără sarcină pe arbore.

Mașini trifazate curent alternativ... Sunt de două tipuri - asincrone și sincrone. Acest articol explică asemănările și diferențele dintre ambele tipuri de mașini și domeniul lor de aplicare.

Principiul de funcționare și dispozitivul mașinilor electrice de diferite tipuri

Dispozitivul și principiul de funcționare al motoarelor electrice asincrone

Acestea sunt cele mai comune mașini de curent alternativ. Astfel de motoare electrice constau din trei părți principale:

• Carcasă cu scuturi de capăt și picioare sau flanșă.
• Carcasa conține un miez magnetic realizat din plăci de fier cu înfășurări. Acest circuit magnetic se numește stator.
• Ax cu rulmenți și conductor magnetic. Acest design se numește rotor. În motoarele electrice cu rotor cu colivie de veveriță, tijele din aluminiu sunt interconectate în circuitul magnetic, acest design este numit „colivie pentru veverițe”. La mașinile cu rotor de fază, în loc de tije, înfășurările sunt înfășurate.

Trei înfășurări sunt înfășurate în fantele statorului cu un decalaj de 120 °. Când este conectat la o rețea trifazată, un câmp magnetic rotativ este indus în stator. Viteza de rotație se numește „viteză sincronă”.

Referinţă! V motoare electrice monofazate câmpul rotativ este creat de înfășurări suplimentare sau caracteristici de proiectare ale statorului.

Acest câmp induce un CEM în rotor, curentul rezultat își creează propriul câmp, interacționând cu câmpul stator și punându-l în mișcare. Viteza rotorului este mai mică decât viteza sincronă. Această diferență se numește alunecare.

Valoare nominala

la alunecare în motoarele electrice convenționale 1-8%. Cu o creștere a sarcinii pe arborele motorului, alunecarea și cuplul cresc la o valoare critică, la atingerea motorului.

În motoarele electrice cu rotor de fază, în loc de cușcă pentru veverițe, trei înfășurări sunt înfășurate în fantele rotorului. Prin inele de alunecare și perii, acestea sunt conectate la rezistențe suplimentare. Aceste rezistențe limitează curentul și câmpul magnetic din rotor. Acest lucru mărește alunecarea și scade turația motorului.

Acestea sunt utilizate pentru aplicații de pornire grele și viteze variabile, cum ar fi macarale aeriene.

Principiul de funcționare a motoarelor electrice sincrone

Statorul unei mașini sincrone nu diferă de unul asincron. Diferența este în rotor. Spre deosebire de un motor cu inducție, rotația se efectuează datorită interacțiunii câmpului magnetic rotativ al statorului și câmpului constant al rotorului. Pentru a-l crea, există electro-magneți în rotor. Tensiunea este furnizată bobinelor folosind inele de alunecare și perii de grafit.

Referinţă! În rotorul mașinilor sincrone putere redusăîn locul electromagnetelor, sunt instalate cele permanente sau doar un circuit magnetic are poli pronunțați. Alunecarea, ca și în mașinile asincrone, este absentă, iar viteza este determinată numai de frecvența tensiunii de alimentare.

Pornirea motoarelor electrice

Mașinile electrice asincrone cu o putere de până la 30-50 kW sunt pornite prin alimentare directă. Situația este mai complicată cu motoarele de mare putere și mașinile sincrone.

Pornirea motoarelor cu inducție de mare putere

Pentru a porni astfel de mașini, se utilizează diferite metode:

• Includerea unor rezistențe suplimentare în circuitul statorului. Limitează curentul de pornire, iar după accelerare sunt scurtcircuitați de starter.
• În dispozitivele destinate funcționării într-o rețea cu o tensiune de fază de 660 volți, înfășurările dintr-o rețea de 380 volți sunt conectate printr-un triunghi. În momentul lansării, ei trec la stea.
• La mașinile electrice cu rotor înfășurat, rezistențe suplimentare sunt incluse în circuitul rotorului pentru a porni. După overclocking, acestea sunt scurtcircuitate.
• Când există control al vitezei, comutarea înfășurărilor sau schimbarea frecvenței, motorul este pornit la viteza minimă. După începerea rotației, rotațiile cresc.

Punerea în funcțiune a mașinilor electrice sincrone

Spre deosebire de mașinile asincrone, care sunt pornite de interacțiunea câmpului statoric cu înfășurările sau cușca veveriței rotorului, o mașină sincronă trebuie mai întâi accelerată la o viteză apropiată de cea sincronă.

• Cu un motor cu inducție opțional. Acesta este modul în care sunt pornite mașinile cu magneți permanenți în rotor. Când viteza este apropiată de cea sincronă, motorul asincron este deconectat și tensiunea este furnizată statorului motorului sincron.
• Start asincron. În plus față de electromagnet, rotorul conține o „cușcă de veveriță”. Cu ajutorul său, aparatul accelerează, după care este alimentat în înfășurare presiune constantă, iar motorul începe să funcționeze ca unul sincron.
• Înfășurările rotorului sunt scurtcircuitate direct sau printr-un rezistor suplimentar. După overclocking, li se aplică o tensiune constantă.
• Cu ajutor TFC (convertor de frecvență tiristor) frecvența tensiunii de alimentare și viteza de rotație cresc ușor la nominal. Această metodă este utilizată în mecanisme cu viteză variabilă.

Caracteristici și aplicare a diferitelor tipuri de motoare electrice

Fiecare tip de motor are avantaje și dezavantaje față de celelalte. Aceasta determină domeniul de aplicare al acestora. Cerere tipuri diferite mașinile electrice depind de caracteristicile lor de proiectare și de principiul de funcționare.

Avantajele și utilizarea motoarelor asincrone

Astfel de mașini au avantaje față de dispozitivele sincrone:

• simplitatea designului și preț scăzut; dispozitivele cu rotor înfășurat vă permit să reglați viteza de rotație și să efectuați un pornire lină fără a utiliza convertizoare de frecvență;
• o mare varietate de capacități - de la câțiva wați la zeci de kilowați.

În plus față de avantaje, există dezavantaje:

• scăderea vitezei de rotație odată cu creșterea sarcinii;
• eficiență mai mică și dimensiuni mari decât dispozitivele sincrone de aceeași putere;
• pe lângă activ, astfel de dispozitive consumă energie reactivă (inductivă), ceea ce duce la necesitatea instalării unor compensatoare sau a plății suplimentare pentru electricitatea reactivă.

Astfel de mașini sunt utilizate aproape peste tot unde este necesar să se acționeze un mecanism și există o tensiune trifazată de 380 volți.

Aplicarea mașinilor sincrone

• Reglarea prin schimbarea curentului de excitație cos φ. Acest lucru permite reducerea consumului de curent, dimensiunile și secțiunea transversală a cablului de alimentare, precum și creșterea eficienței. În plus, astfel de dispozitive sunt utilizate ca compensatoare de putere reactivă.
• Sunt mai puțin sensibili la fluctuațiile de tensiune și au o capacitate de suprasarcină mai mare, în special la sarcini de șoc. Capacitatea de suprasolicitare este mărită prin supraexcitarea înfășurărilor rotorului. Datorită acestui fapt, astfel de motoare sunt utilizate în excavatoare, foarfece ghilotinate și alte mecanisme similare.
• Viteza nu se schimbă atunci când se schimbă sarcina. Prin urmare, mașinile sincrone sunt utilizate în mașinile-unelte de precizie în metalurgie, inginerie mecanică și industria prelucrării lemnului.

Clasificarea motorului se bazează pe parametri diferiți... Potrivit unuia dintre ei, se disting un motor sincron și asincron. Diferențele dintre dispozitive, caracteristici generaleși principiul funcționării sunt descrise în articol.

Acest tip de motor este capabil să funcționeze simultan atât ca generator, cât și, de fapt, ca motor. Dispozitivul său este asemănător unui generator sincron. Caracteristică caracteristică motorul este viteza constantă a rotorului de la sarcină.

Aceste tipuri de motoare sunt utilizate pe scară largă în multe domenii, de exemplu, pentru fire electrice care au nevoie de viteză constantă.

Principiul de funcționare al unui motor sincron

Funcționarea sa se bazează pe interacțiunea câmpului magnetic rotativ al armăturii și a câmpurilor magnetice ale polilor inductori. De obicei armătura se află în stator și inductorul se află în rotor. Pentru motoare puternice magneții electrici sunt utilizați pentru poli, iar pentru cei slabi - permanenți.

Principiul de funcționare al unui motor sincron include (pentru o perioadă scurtă de timp) și un mod asincron, care este de obicei utilizat pentru a accelera la viteza de rotație necesară (adică nominală). În acest moment, înfășurările inductorului sunt scurtcircuitate sau cu ajutorul unui reostat. După ce a ajuns viteza necesară inductorul este alimentat cu curent continuu.

Avantaje și dezavantaje

Principalele dezavantaje ale acestui tip de motor sunt:

• necesitatea alimentării înfășurării cu curent continuu;
• complexitatea lansării;
• contact culisant.

Majoritatea generatoarelor, oriunde sunt utilizate, sunt sincrone. Avantajele acestor motoare în general sunt:

Acest tip de dispozitiv este un mecanism care vizează transformarea energiei electrice de curent alternativ în energie mecanică. Din chiar numele „asincron” putem concluziona că vorbim despre un proces non-simultan. Într-adevăr, frecvența de rotație a câmpului magnetic al statorului este întotdeauna mai mare decât cea a rotorului. Un astfel de dispozitiv constă dintr-un stator cilindric și un rotor, în funcție de tipul căruia motoarele cu inducție în cușcă de veveriță pot fi, de asemenea, cu o fază. rotor.

Principiul de funcționare

Funcționarea motorului se realizează pe baza interacțiunii câmpului statorului magnetic și a curenților din rotor induși de același câmp. Cuplul apare atunci când există o diferență în frecvența de rotație a câmpurilor.

Să rezumăm acum. Ce explică utilizarea pe scară largă a unui tip și utilizarea limitată a celuilalt?

Motor sincron și asincron: diferențe

Diferența dintre motoare este în rotor. În tipul sincron, este format dintr-un magnet permanent sau electric. Datorită atracției polilor opuși, câmpul rotativ al statorului atrage și rotorul magnetic. Viteza lor este aceeași. De aici și numele - sincron.

Poate realiza, spre deosebire de asincron, chiar și o avansare a fazei de tensiune. Apoi, dispozitivul, ca și băncile de condensatoare, poate fi utilizat pentru a crește puterea.

La rândul lor, motoarele cu inducție sunt simple și fiabile, dar dezavantajul lor este dificultatea de a regla viteza. Pentru inversarea unui motor asincron trifazat (adică schimbarea direcției de rotație în partea opusă) modificați locația a două faze sau a două fire liniare care se apropie de înfășurarea statorului.

Dacă luăm în considerare viteza, atunci există diferențe între motoarele sincrone și asincrone. Într-un tip sincron, această valoare este constantă, spre deosebire de una asincronă. Prin urmare, primul este utilizat acolo unde este necesară viteza constantă și controlul complet, de exemplu, în pompe, ventilatoare și compresoare.

Este foarte simplu să identificăm prezența tipurilor de dispozitive considerate pe un anumit dispozitiv. Un motor asincron va avea o viteză necirculară (de exemplu, nouă sute treizeci pe minut), în timp ce un motor sincron va avea o viteză rotundă (de exemplu, o mie de rotații pe minut).

Ambele motoare sunt dificil de controlat. Tipul sincron are o caracteristică mecanică dură: pentru orice sarcină schimbătoare pe arborele motorului, viteza de rotație va fi aceeași. În acest caz, sarcina, desigur, trebuie să se schimbe ținând cont de faptul că motorul este capabil să o reziste, altfel va duce la o defecțiune a mecanismului.

Așa funcționează un motor sincron și asincron. Diferențele dintre ambele tipuri determină scopul utilizării lor, atunci când un tip face față sarcinii într-un mod optim, pentru celălalt va fi problematic. În același timp, puteți găsi mecanisme combinate.

fb.ru

Motor sincron și asincron: diferențe, principiu de funcționare

Într-un motor cu inducție, rotorul se mișcă „singur”. Inițial, nu există câmp magnetic în el, nu i se aplică tensiune electrică. Nici măcar nu trebuie să fie din fier, un metal magnetic. Ei bine, hai, merită să conectați o tensiune trifazată la motor, iar rotorul se rotește. Fără nicio lovitură. Dar în felul său.

Două tipuri de motoare de curent alternativ

Motoare asincrone - simplitate naivă

Rotorul fie ajunge din urmă cu valul, fie rămâne puțin în urmă, deoarece pur și simplu nu poate funcționa sincron cu acesta. Acest fenomen a fost numit „alunecare”, recuperând câmpul magnetic în funcțiune, rotorul cu cușca veveriței își pierde inducția magnetică și apoi alunecă pentru o perioadă de timp prin inerție. Și când fricțiunea sau încărcătura îl obligă să rămână în spatele câmpului de alergare, el va „simți” din nou schimbările din liniile de forță ale câmpului care îl depășesc și va dobândi din nou inducție și, odată cu acesta, forțele de mișcare.

Adică, rotorul alunecă ușor: prinde din urmă cu câmpul magnetic care rulează uniform într-un cerc, apoi „uită de ce rulează” și rămâne ușor în urmă, apoi din nou „prinde din urmă” și caută din nou să ajungă din urmă. Treptat, aceste abateri se stabilizează - în funcție de fricțiunea rulmenților și de amploarea sarcinii pe arbore - și motorul asincron începe să funcționeze pur și simplu cu o viteză de rotație puțin mai mică decât frecvența tensiunii statorului. Această diferență de frecvență se numește frecvență de alunecare.

Motoare sincrone: complexe în simple

Pentru ca rotorul să fie conectat la unda de deplasare a câmpului magnetic al bobinelor statorului într-o manieră rigidă, a fost inventat un motor electric sincron. Iar problema este rezolvată simplu. În rotor, în locul unui câmp magnetic în schimbare de la curenții scurtcircuitați ai unei cuști de veveriță, trebuie folosiți magneți permanenți și câmpul magnetic al acestora.

Există două opțiuni. Sau este acest câmp din magnet permanent fixat în rotor, sau este câmpul de la electro-magneți instalat în rotor în locul unui astfel de magnet.

Un magnet obișnuit este, desigur, mai simplu. Dar apoi, pentru funcționarea standard a unor astfel de motoare electrice, este necesar ca pe toate acestea - și să fie utilizate mii de motoare electrice - magneții să fie strict aceiași. În caz contrar, parametrii de mișcare vor fi diferiți, iar magneții tind să demagnetizeze.

Un electromagnet instalat în rotorul motorului este mai ușor de forțat pentru a genera un câmp calitatea potrivită dar necesită un curent electric pentru ca acesta să funcționeze. Un astfel de curent, care se numește curent de excitație, la rândul său trebuie luat undeva și furnizat cumva rotorului.

1 - rotor, 2 - colector de excitație

De aici vine o anumită varietate de modele de motoare sincrone. Dar cel mai important lucru este că motoarele sincrone își rotesc arborele strict sincron cu frecvența câmpului bobinelor statorului care rulează într-un cerc, adică viteza de rotație a acestora este exact egală - sau multiplă (dacă înfășurările statorului sunt mai mari decât trei) - la frecvența curentului alternativ din rețeaua de alimentare.

Cu toate acestea, printre altele, un motor sincron este complet reversibil. deoarece motor sincron este același generator curent electric dar lucrând „în partea din spate". În generator, o anumită forță mecanică rotește arborele cu rotorul și, de aici, o indusă tensiunea electrică din câmpul magnetic rotativ al rotorului. Iar diferența dintre un motor sincron și un generator este că tensiunea din bobinele statorului generează un câmp magnetic care rulează într-un cerc, care, interacționând cu câmpul magnetic constant al rotorului, îl împinge astfel încât rotorul să se rotească și el.

Numai dacă în generator rotația rotorului poate fi dată mecanic cu orice viteză, iar aceasta va schimba frecvența curentului alternativ generat de acesta, atunci într-un motor sincron nu există un astfel de lux. Motorul sincron se rotește cu viteza de schimbare a tensiunii în rețea și îl menținem strict la 50 Hz.

Diferențele și dezavantajele acestor motoare

Diferențele dintre motoarele sincrone și asincrone sunt clare din numele lor. De fapt, ambele opțiuni de proiectare au avantaje. Mai jos sunt enumerate avantajele care disting ambele motoare - sincrone și asincrone.

Un motor cu inducție diferă de un motor sincron prin următorii parametri:

• simplitatea designului și costul redus;
• fără contacte glisante, fiabilitate operațională;
• tensiunea se aplică bobinelor statorice staționare;
• rotorul este foarte simplu ca design;
• la pornire și accelerare, crește treptat puterea;
• capacitatea de a inversa sensul de rotație prin simpla schimbare a două faze de alimentare;
• atunci când mișcarea se oprește (sarcină mecanică prea mare pe arborele rotorului), nu are loc niciun accident, poate apărea supraîncălzirea cuștii veveriței.

Diferențele dintre un motor sincron și un motor asincron sunt următoarele:

• viteza de rotație stabilă, indiferent de sarcina pe arbore;
• sensibilitate scăzută la căderi de tensiune în rețea;
• cu o scădere a sarcinii mecanice, este capabil de inerție să funcționeze ca generator, nu luând energie, ci dând-o rețelei;
• Eficiență ridicată;
• capabil să compenseze puterea reactivă a rețelei.

Dar fiecare are propriile sale dezavantaje inerente.

Asincron are următoarele dezavantaje:

• dificultate în reglarea vitezei;
• viteza mica;
• dependența decalajului de viteză de sarcina pe osie;
• în timpul funcționării, rotorul se încălzește din cauza curenților scurtcircuitați - este necesară o răcire suplimentară.

Dezavantaje ale unui motor sincron:

• mai complex în design;
• în unele modele, un colector este utilizat pentru a conduce curentul de excitație în înfășurările rotorului, ca într-un motor DC;
• mai greu de început.

În ciuda diferențelor, ambele motor electric aplicații găsite în tehnologie și sunt utilizate într-o mare varietate de modele și dimensiuni.

Articole similare:

domelectrik.ru

Care este diferența dintre un motor sincron și un motor asincron

Înainte de a vă da seama care este diferența lor, trebuie să aflați ce este un motor electric? Un motor electric este o mașină electrică care este alimentată de electricitate și care acționează alte mașini.

Explicația principiului de funcționare a unui motor electric sincron pentru „manechine”

Din copilărie, ne amintim că doi magneți, dacă sunt apropiați unul de celălalt, într-un caz sunt atrași, iar în celălalt se resping. Acest lucru se întâmplă, în funcție de ce părți ale magneților le conectăm, polii opuși atrag și, cum ar fi polii, se resping. Acestea sunt magneți permanenți cu câmp magnetic permanent. Există, de asemenea, magneți variabili.

Într-un manual de fizică al școlii există un desen care arată un electromagnet sub formă de potcoavă și un cadru cu jumătăți de inele la capete, care este situat între polii săi.

Când cadrul este situat într-o poziție orizontală în spațiul dintre polii magneților, datorită faptului că magnetul atrage poli opuși și îi respinge pe aceiași, un cadru cu același semn este furnizat cadrului. Un câmp electromagnetic apare în jurul cadrului (iată un exemplu de magnet variabil!), Polii magneților atrag cadrul și acesta se rotește în poziție verticală. La atingerea verticalei, un cadru cu semnul opus este aplicat cadrului, câmpul electromagnetic al cadrului își schimbă polaritatea, iar polii magnetului permanent încep să respingă cadrul, rotindu-l la pozitie orizontala, după care se repetă ciclul de rotație.

Așa funcționează motorul electric. Mai mult, un motor electric sincron primitiv!

Deci, un motor sincron primitiv funcționează atunci când curentul este aplicat cadrului. Într-un motor electric sincron real, un rotor cu bobine de fire, numite înfășurări, care sunt energizate (servesc ca surse ale unui câmp electromagnetic), joacă rolul unui cadru. Iar rolul unui magnet de potcoavă este jucat de un stator realizat fie dintr-un set de magneți permanenți, fie și din bobine de fire (înfășurări), care, atunci când se aplică curent, sunt și surse ale unui câmp electromagnetic.

Rotorul unui motor electric sincron se va roti la aceeași frecvență cu schimbarea curentului furnizat terminalelor de înfășurare, adică sincron. De aici și numele acestui motor electric.

Explicația principiului de funcționare a unui motor electric asincron pentru „manechine”

Reamintim descrierea figurii din exemplul anterior. Același cadru, situat între polii unui magnet în formă de potcoavă, doar capetele acestuia nu au jumătăți de inele, sunt interconectate.

Acum începem să rotim magnetul în formă de potcoavă în jurul cadrului. O rotim încet și observăm comportamentul cadrului. De ceva timp, cadrul rămâne staționar și apoi, când magnetul este rotit cu un anumit unghi, cadrul începe să se rotească după magnet. Rotația cadrului este întârziată în comparație cu viteza de rotație a magnetului, adică nu se rotește sincron cu acesta - asincron. Deci, se pare că acesta este un motor electric asincron primitiv.

De fapt, rolul magneților într-un motor cu inducție real este înfășurările situate în fantele statorului, care sunt alimentate cu curent. Iar rolul cadrului este jucat de rotor, în canelurile cărora sunt inserate plăci metalice, conectate între ele pentru o perioadă scurtă de timp. Prin urmare, un astfel de rotor se numește cușcă-veveriță.

Care sunt diferențele dintre motoarele electrice sincrone și asincrone?

Dacă puneți două una lângă alta motor electric modern de unul și celălalt tip, apoi de semne exterioare este dificil chiar și pentru un specialist să le distingă.

În esență, diferența lor principală este luată în considerare în exemplele date ale principiilor de funcționare a acestor motoare electrice. Ele diferă prin designul rotoarelor. Rotorul unui motor electric sincron este format din înfășurări, iar rotorul unui motor asincron este un set de plăci.

Statorii unuia și ai celorlalte motoare electrice sunt aproape de nedistins și reprezintă un set de înfășurări, cu toate acestea, statorul unui motor electric sincron poate fi alcătuit din magneți permanenți.

Rotațiile motorului sincron corespund frecvenței curentului furnizat acestuia, iar rotațiile motorului asincron rămân oarecum în urma frecvenței curentului.

De asemenea, diferă în domeniile de aplicare. De exemplu, motoarele electrice sincrone sunt utilizate pentru a acționa echipamente care funcționează la o viteză constantă de rotație (pompe, compresoare etc.) fără a o micșora cu creșterea sarcinii. Dar motoarele electrice asincrone reduc viteza odată cu creșterea sarcinii.

Motoarele electrice sincrone sunt structural mai complicate și, prin urmare, sunt mai scumpe decât motoarele electrice asincrone.

vchemraznica.ru

Diferența dintre motorul asincron și cel sincron

Motoarele electrice pot fi împărțite în două categorii principale - motoare sincrone și asincrone (cu inducție). Aceste două specii sunt destul de diferite una de cealaltă. Diferența este deja vizibilă în nume. Unitățile se pot distinge prin numărul de rotații marcate pe plăcuța de identificare (dacă tipul de motor nu este indicat acolo), motorul asincron are un număr neturnizat (de exemplu, 950 rpm), motorul sincron are un număr rotunjit (1000 rpm).

Există alte diferențe importante, în acest articol vom analiza cele mai indicative dintre ele: design, performanță și cost.

Diferențe de performanță și cost

Orice motor este format din două elemente: staționar și rotativ. Statorul are fante axiale - caneluri, pe fundul cărora sunt așezate fire de cupru sau aluminiu purtătoare de curent. În cazul unui motor electric, un rotor cu o înfășurare de excitație este atașat la arbore.

Diferența fundamentală între motoarele sincrone și asincrone sunt rotoarele, mai precis, designul lor.

Pentru modelele sincrone cu puteri mici, acestea sunt magneți permanenți.

Se aplică o tensiune alternativă înfășurării statorului, rotorul este conectat la o sursă de energie constantă. Un curent continuu care trece prin înfășurarea câmpului induce un câmp magnetic statoric. Cuplul este creat datorită unghiului de întârziere dintre câmpuri. Rotorul are aceeași viteză ca și câmpul magnetic al statorului.

Unitățile sunt utilizate în practică atât ca generatoare, cât și ca motoare.

Modelele asincrone sunt suficiente motoare ieftine, care sunt folosite des și peste tot. Sunt mai ușor de accesat constructiv, în ciuda faptului că piesele fixe sunt, în principiu, similare pentru toate motoarele.

Un curent electric alternativ este trecut prin înfășurarea statorului, care interacționează cu înfășurarea rotorului. Cele două câmpuri se rotesc cu aceeași viteză în aceeași direcție, dar nu pot fi egale, altfel EMF indus și, în plus, cuplul nu ar fi create. Aceasta devine cauza curentului indus în înfășurarea rotorului, a cărui direcție, conform regulii lui Lenz, este de așa natură încât tinde să se opună cauzei producției sale, adică vitezei de alunecare.

Viteza rotorului nu coincide cu viteza câmpului magnetic, este întotdeauna mai mică. Astfel, rotorul încearcă să prindă viteza câmpului magnetic rotativ și să reducă viteza relativă.

Principalele avantaje și dezavantaje

1. Unitățile asincrone nu necesită alimentare suplimentară. Sincron necesită o sursă DC suplimentară pentru a furniza tensiune înfășurărilor.
2. Dispozitivele sincrone au o sensibilitate relativ scăzută la căderile de tensiune de linie și stabilitatea de rotație, indiferent de sarcină.
3. Motoarele cu inducție nu necesită inele de alunecare, cu excepția motoarelor cu rotor înfășurat care au inele de alunecare pentru pornire ușoară sau control al vitezei. În motoarele sincrone, mai mult vulnerabilități, deoarece se folosesc inele de alunecare cu perii. În consecință, piesele se uzează mai repede și contactul dintre ele slăbește.
4. Dispozitivele sincrone au nevoie de declanșatoare auxiliare, deoarece nu au o funcție de pornire automată. Pentru motoarele cu inducție cu propriile momente de pornire, nu este necesar un astfel de mecanism.

Care unitate este mai bună

În concluzie, trebuie remarcat faptul că este imposibil să spunem că un motor este mai bun decât altul. Cu toate acestea, modelele asincrone sunt mai fiabile în funcționare și se disting prin designul lor simplu. Dacă unitățile nu sunt supraîncărcate, utilizatorul poate fi mulțumit de durata de viață lungă.

Avantajul modelului sincron este că un factor de putere ridicat poate fi setat cu ușurință. Prin urmare, modelul este mult mai eficient, dar la un preț va fi în mod corespunzător mai scump. Mașinile sunt utilizate în sisteme cu o putere necesară de 100 kW sau mai mult.

electricdoma.ru

Diferențe între motorul sincron și asincron

electric-220.ru

Care este diferența dintre un motor sincron și un motor asincron

Motorul este un dispozitiv care transformă energia în de tip mecanic muncă. Cunoscând doar funcțiile și specificații motor, puteți rezuma corect modul în care motorul sincron diferă de tipul de dispozitiv asincron.

Principiul de funcționare a motoarelor sincrone și asincrone

Funcționarea motoarelor electrice sincrone se bazează pe interacțiunea statorului și a poliilor inductorilor. La cuplul de pornire, motorul este accelerat la viteza de rotație a fluxului magnetic. În astfel de condiții, dispozitivul funcționează într-un mod sincron și o intersecție specială este formată din câmpuri magnetice, în urma cărora are loc sincronizarea.

Motor sincron secțional

Motoarele asincrone au o viteză a rotorului diferită de frecvența cu care se rotește câmpul magnetic, creat de acțiunea tensiunii de alimentare. Astfel de motoare nu au control automat al excitației curentului.

Motor cu inducție secțională

Principalele diferențe

Prezența înfășurărilor pe armătură este una dintre diferențele principale dintre cele două tipuri de motoare.

În ciuda similarității externe, motoarele asincrone și dispozitivele de tip sincron au mai multe diferențe fundamentale:

• rotorul motoarelor asincrone nu are nevoie de alimentare cu curent, iar inducerea polilor depinde de câmpul magnetic al statorului;
• rotorul într-un motor sincron are o înfășurare de excitație în condiții de alimentare independentă;
• rotațiile motorului asincron sub sarcină rămân în urmă în cantitatea de alunecare de la rotațiile câmpului magnetic din interiorul statorului;
• rotațiile din motoarele sincrone corespund frecvenței „rotațiilor” câmpului magnetic din stator și sunt constante în condiții de încărcare diferite.

Statorii din motoarele cu inducție și sincrone se caracterizează prin același design și creează un câmp magnetic rotativ.

Motoarele sincrone sunt capabile să funcționeze cu combinația simultană a funcțiilor motorului și a generatorului.

Astfel de dispozitive sunt clasificate ca motoare moderne având Eficiență ridicatăși viteză constantă. Motoarele asincrone sunt mai greu de reglat și coeficientul lor acțiune utilă nu suficient de sus. Cu toate acestea, a doua opțiune este mai accesibilă.

vazweb.ru

principiile de funcționare și diferențele de caracteristici

Motoarele electrice sunt mașini care transformă electricitatea în energie mecanică. Energia convertită acționează rotorul motorului în mișcare de rotație, transmițând rotația prin transmisie direct la arbore actuator... Principalele tipuri de motoare electrice sunt motoarele sincrone și asincrone. Diferențele dintre ele determină posibilitățile de utilizare în diferite dispozitive și procese tehnologice.

Principii de lucru

Toate motoarele electrice au un stator fix și un rotor rotativ. Diferența dintre motoarele asincrone și cele sincrone constă în principiile creării polilor. Într-un motor de inducție, acestea sunt create de fenomenul de inducție. Toate celelalte motoare electrice utilizează magneți permanenți sau bobine de curent pentru a crea un câmp magnetic.

Caracteristici ale motoarelor sincrone

Unitățile de conducere ale unei mașini sincrone sunt o ancoră și un inductor. Statorul este ancora și inductorul este situat pe rotor. Sub acțiunea unui curent alternativ, în armătură se formează un câmp magnetic rotativ. Se blochează cu câmpul magnetic al inductorului format din polii magneților permanenți sau bobinelor de curent continuu. Ca urmare a acestei interacțiuni, energia electricității este convertită în energie cinetică de rotație.

Rotorul unei mașini sincrone are aceeași viteză de rotație ca și câmpul statorului. Avantajele motoarelor electrice sincrone:

• Structural, este folosit atât ca motor, cât și ca generator.
• Viteza independentă de încărcare.
• Eficiență mare.
• Intensitate scăzută a muncii în reparații și întreținere.
• Grad înalt fiabilitate.

Mașinile sincrone sunt utilizate pe scară largă ca motoare electrice de mare putere pentru viteza mica rotație și sarcină constantă. Generatoarele sunt utilizate acolo unde este necesară o sursă de alimentare independentă.

Mașina sincronă are și dezavantaje:

• Este necesară o sursă de curent constant pentru alimentarea inductorului.
• Nu există un cuplu inițial de pornire, este necesară aplicarea pentru pornire moment extern sau pornire asincronă.
• Periile și colectoarele eșuează rapid.

Unitățile sincrone moderne conțin în inductor, pe lângă înfășurarea alimentată cu curent continuu, o înfășurare de scurtcircuit de pornire, care este concepută pentru pornirea în mod asincron.

Caracteristici distinctive ale motoarelor asincrone

Câmpul magnetic rotativ al statorului unui motor de inducție induce curenți de inducție în rotor, care formează propriul său câmp magnetic. Interacțiunea câmpurilor conduce rotorul în rotație. În acest caz, viteza rotorului rămâne în urma vitezei câmpului magnetic. Această proprietate se reflectă în numele motorului.

Motoarele electrice asincrone sunt de două tipuri: cu cușcă de veveriță și cu rotor de fază.

Aparatele de uz casnic, cum ar fi un ventilator sau un aspirator, sunt de obicei echipate cu motoare cu veveriță, care sunt o roată cu veveriță. Toate tijele sunt închise de discuri sudate pe ambele părți. Interacțiunea câmpului magnetic statoric cu curenții induși din rotor generează o forță electromagnetică care acționează asupra rotorului în direcția de rotație a câmpului statoric. Cuplul de pe arborele motorului este generat de toate forțele electromagnetice de la fiecare conductor.

Un motor rotor înfășurat folosește același stator ca un motor cușcă veveriță. Și înfășurările sunt adăugate rotorului trei faze conectat într-o „stea”. La pornirea motorului, puteți conecta reostatele la ele care reglează curenții de pornire... Cu ajutorul reostatelor, puteți regla și turația motorului.

Avantajele motoarelor asincrone includ:

• Alimentat direct de la rețeaua de curent alternativ.
• Simplitatea dispozitivului și cost relativ scăzut.
• Capacitatea de utilizare în aparatele de uz casnic utilizând o conexiune monofazată.
• Consum redus de energie și economie.

Dezavantajele grave sunt controlul complex al vitezei și pierderile mari de căldură. Pentru a preveni supraîncălzirea, carcasa unității este nervurată și un rotor este instalat pe arborele motorului pentru răcire.

Diferența în caracteristicile motoarelor electrice

Caracteristici de proiectare iar performanța motoarelor electrice este critică la selectarea unităților. Proiectarea transmisiilor și a tuturor unităților de putere ale mecanismelor depinde de aceasta. Atunci când alegeți un motor, trebuie să vă bazați pe caracterul comun și pe principalele diferențe în ceea ce privește proprietățile mașinilor:

• Principala diferență între un motor sincron și unul asincron constă în proiectarea rotorului. Este un magnet permanent sau electric. Într-un motor asincron, câmpurile magnetice din rotor sunt induse de inducție electromagnetică.
• Pentru motoarele sincrone, viteza arborelui este constantă; pentru motoarele asincrone, se poate modifica atunci când sarcina se schimbă.
• Sincronizatoarele nu au cuplu de pornire. Pentru a introduce sincronizarea, este necesar un start asincron.

Motoarele electrice sincrone și asincrone sunt utilizate în moduri diferite. Motoarele sincrone sunt recomandate pentru utilizare peste tot în capacități mari unde există un continuu proces de fabricațieși nu este nevoie să reporniți frecvent unitățile sau să reglați viteza. Sunt utilizate în benzi transportoare, laminatoare, compresoare, concasoare de piatră etc. Un motor sincron modern are același lucru pornire rapidă, precum și asincron, dar este mai mic și mai economic decât asincron, cu putere egală.

Motoarele electrice asincrone cu rotor înfășurat sunt utilizate acolo unde este necesar un cuplu mare de pornire și opriri dese agregate. De exemplu, în lifturi și macarale turn... Motoarele electrice asincrone cu un rotor cu colivie de veveriță sunt utilizate pe scară largă datorită simplității dispozitivului și ușurinței de utilizare.

Folosind avantajele diferitelor unități și modul în care un motor sincron diferă de unul asincron, puteți face o alegere în cunoștință de cauză a unuia sau a altui motor atunci când proiectați mașini, mașini-unelte și alte echipamente.

220v.guru

Diferența fundamentală între un motor sincron și un motor asincron constă în proiectarea rotorului. Acesta din urmă într-un motor sincron este un magnet realizat (la puteri relativ mici) pe baza unui magnet permanent sau pe baza unui electromagnet. Deoarece polii opuși ai magneților sunt atrași, câmpul magnetic rotativ al statorului, care poate fi interpretat ca un magnet rotativ, trage de-a lungul rotorului magnetic, iar viteza lor este egală. Aceasta explică numele motorului - sincron.

În concluzie, observăm că, spre deosebire de un motor cu inducție, care de obicei nu depășește 0,8 ... 0,85, un motor sincron poate atinge o valoare mai mare și chiar să o facă astfel încât curentul să fie înaintea tensiunii în fază. În acest caz, la fel ca băncile de condensatoare, o mașină sincronă este utilizată pentru a îmbunătăți factorul de putere.

Motoarele asincrone au design simpluși fiabil în funcționare. Dezavantajul motoarelor cu inducție este dificultatea de a regla viteza acestora.

Pentru a inversa un motor asincron trifazat (schimbați direcția de rotație a motorului la opus), este necesar să schimbați două faze, adică să schimbați orice două fire liniare potrivite pentru înfășurarea statorică a motorului.

Adică este un motor destul de ieftin care este folosit peste tot, este extrem de dificil să găsești o mașină sincronă.

Spre deosebire de un motor cu inducție, viteza unui motor sincron este constantă sub diferite sarcini. Motoarele sincrone sunt utilizate pentru a conduce mașini cu viteză constantă (pompe, compresoare, ventilatoare) și sunt ușor de controlat.

Îl puteți distinge prin numărul de rotații de pe placă (dacă tipul de mașină nu este indicat în mod explicit acolo), pentru una asincronă, nu un număr rotund de rotații, 950 rpm pentru o mașină sincronă 1000 rpm.

Motoarele sincrone sunt la fel de dificil de controlat ca motoarele cu inducție, deoarece necesită controlul frecvenței tensiunii aplicate. Au absolut dur caracteristică mecanică, aceasta înseamnă că, indiferent de modul în care se schimbă sarcina pe arborele motorului, acesta va avea aceeași viteză de rotație. Bineînțeles, sarcina trebuie să varieze în limite rezonabile, există un moment critic de încărcare în care motorul „cade” din modul sincron, care este plin de defecțiuni. Principalele dezavantaje includ faptul că înfășurarea de excitație trebuie să fie alimentată cu curent continuu, prezența unui "inel de alunecare" cu contact glisant și complexitatea pornirii.

Cel mai adesea, mașinile sincrone sunt utilizate ca generatoare, în general, marea majoritate a generatoarelor sunt sincrone, începând cu cele care sunt instalate pe mașini și se termină cu cele care sunt la centralele nucleare. Dintre toate celelalte, acestea sunt cele mai fiabile, au cea mai mare eficiență și sunt mai ușor de întreținut decât altele.

Eficiența mașinii nu depinde de cosinusul phi al mașinii electrice. Eficiența depinde în principal de pierderile din înfășurare (pierderi de cupru), din circuitul magnetic (pierderi din oțel), pierderi mecanice și pierderi suplimentare. De asemenea, eficiența mașinii depinde de sarcina acesteia, în timp ce maximul (eficiența) este observat în momentul în care pierderile din oțel și cupru sunt egale, de regulă, acest lucru se observă atunci când sarcina este de 75-80% din puterea nominală a mașinii.

Ținând cont de particularitățile producției mașini electrice avem că, odată cu creșterea puterii mașinii produse, pierderile cresc nu proporțional, prin urmare, mașinile electrice puternice pot avea o eficiență de 99%.

Funcționarea oricărui motor electric se bazează pe principiul inducției electromagnetice. Motorul electric constă dintr-o parte fixă ​​- un stator (pentru motoarele de curent alternativ asincron și sincron) sau un inductor (pentru motoarele de curent continuu) și o parte în mișcare - un rotor (pentru motoarele de curent alternativ asincron și sincron) sau o armătură (pentru motoarele de curent continuu) . Ca inductor pe motoare de mică putere sunt folosiți adesea magneți permanenți de curent continuu.

Toate motoarele, aproximativ vorbind, pot fi împărțite în două tipuri:
Motoare de curent continuu
Motoare de curent alternativ (asincrone și sincrone)

Motoare de curent continuu

Aceste motoare cu prezența unei unități de colectare a periilor sunt:

Colector - dispozitiv electric, în care senzorul de poziție a rotorului și comutatorul de curent din înfășurări sunt același dispozitiv - ansamblul perie-colector.

Fără perii- un sistem electromecanic închis, format dintr-un dispozitiv sincron cu o distribuție sinusoidală a câmpului magnetic în spațiu, un senzor de poziție a rotorului, un convertor de coordonate și un amplificator de putere. Opțiune mai scumpă în comparație cu motoarele periate.

Motoare de curent alternativ

Sincron- un motor de curent alternativ, al cărui rotor se rotește sincron cu câmpul magnetic al tensiunii de alimentare. Aceste motoare sunt utilizate în mod tradițional la capacități uriașe (de la sute de kilowați și mai mult).
Există motoare sincrone cu mișcare unghiulară discretă a rotorului - motoare pas cu pas... În ele, această poziție a rotorului este fixată prin furnizarea de energie înfășurărilor corespunzătoare. Trecerea la o altă poziție se realizează prin îndepărtarea tensiunii de alimentare de la unele înfășurări și transferarea acesteia la alte înfășurări ale motorului.
Un alt tip de motoare sincrone este un motor electric cu reticență la supapă, a cărui sursă de alimentare a înfășurărilor este adăugată cu ajutorul elementelor semiconductoare.

Asincron- un motor de curent alternativ, în care viteza rotorului diferă de frecvența câmpului magnetic de răsucire creat de tensiunea de alimentare, a doua denumire a mașinilor asincrone - inducția se bazează pe faptul că curentul din înfășurarea rotorului este indus de câmp rotativ al statorului. Mașinile asincrone formează acum o mare parte a mașinilor electrice. Acestea sunt utilizate în principal sub formă de motoare electrice și sunt considerate convertoare cheie de energie electrică în mecanice și se utilizează în principal motoare asincrone cu un rotor cu cușcă de veveriță.

După numărul de faze, motoarele sunt:

• fază singulară
• bifazic
• trei faze

Cele mai populare și foarte solicitate motoare utilizate în producție și aparate de uz casnic:

Motor monofazat asincron cu colivie de veveriță

Rotorul unui astfel de motor, ca orice alt motor asincron cu un rotor cu colivie de veveriță, este un miez cilindric cu caneluri turnate în aluminiu, cu lame de ventilație turnate imediat.
Un astfel de rotor se numește rotor în cușcă de veveriță. Motoarele monofazate sunt utilizate în dispozitive cu putere redusă, inclusiv ventilatoare de cameră sau pompe mici.

Motor asincron cu două faze cușcă veveriță

Aceste motoare, printre altele, au un rotor cu colivie de veveriță, iar utilizarea lor este chiar mai extinsă decât cea a celor monofazate. Este deja mașini de spălatși diferite mașini. Motoarele bifazate pentru alimentarea cu energie din rețelele monofazate se numesc motoare condensatoare, deoarece un condensator cu schimbare de fază este adesea considerat o parte obligatorie a acestora.

Motor trifazat asincron cu colivie de veveriță

Înfășurările statorice ale unui motor trifazat pot fi conectate conform circuitului „stea” sau „delta”, în timp ce pentru alimentarea motorului conform circuitului „stea” este necesară o tensiune mai mare decât pentru circuitul „delta”, și, prin urmare, sunt indicate 2 tensiuni pe motor, de exemplu: 127/220 sau 220/380. Motoarele trifazate sunt indispensabile pentru acționarea diferitelor mașini, trolii, ferăstraie circulare, macarale etc.

Motor cu inducție trifazat cu rotor înfășurat

Prin intermediul periilor, printre altele este furnizată o tensiune alternativă trifazată inelelor, iar pornirea poate fi efectuată atât direct, cât și prin reostate. Fără îndoială, motoarele cu rotor de fază sunt mai scumpe, deși cuplul de pornire sub sarcină este mult mai mare decât cel al tipurilor de motoare cu rotor cu cușcă de veveriță. Se datorează forței supraestimate și momentului uriaș de pornire, vedere dată motoarele găsite folosesc în acționările ascensoarelor și macaralelor, cu alte cuvinte, unde dispozitivul pornește sub sarcină și nu la ralanti, ca la motoarele cu un rotor cu cușcă de veveriță.