Compararea motoarelor sincrone și asincrone. Diferența dintre un motor sincron și un motor asincron

Mașini trifazate de curent alternativ. Sunt de două tipuri - asincrone și sincrone. Acest articol descrie 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 contine un miez magnetic din placi de fier cu infasurari. Acest circuit magnetic se numește stator.
• Arbore cu lagăre și conductor magnetic. Acest design se numește rotor. La motoarele electrice cu rotor cușcă veveriță miezul magnetic conține tije de aluminiu interconectate; acest design se numește „cușcă de veveriță”. 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, în stator este indus un câmp magnetic rotativ. Viteza de rotație se numește „viteză sincronă”.

Referinţă! V motoare electrice monofazate câmpul rotativ este creat printr-o înfăşurare suplimentară sau caracteristici de proiectare stator.

Acest câmp induce un EMF în rotor, curentul rezultat își creează propriul câmp, interacționând cu câmpul statorului 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%. Odată cu creșterea sarcinii pe arborele motorului, alunecarea și cuplul cresc la o valoare critică, la atingerea motorului.

La motoarele electrice cu rotor de fază, în loc de cușcă de veveriță, trei înfășurări sunt înfășurate în canelurile rotorului. Prin inele colectoare și perii, acestea sunt conectate la rezistențe suplimentare. Aceste rezistențe limitează curentul și câmpul magnetic din rotor. Aceasta crește alunecarea și scade turația motorului.

Acestea sunt utilizate pentru aplicații de pornire grele și cu viteză variabilă, cum ar fi macaralele 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 realizează datorită interacțiunii câmpului magnetic rotativ al statorului și câmpului constant al rotorului. Pentru a-l crea, există electromagneți în rotor. Tensiunea este furnizată bobinelor folosind inele colectoare și perii de grafit.

Referinţă! În rotorul mașinilor sincrone putere redusă in loc de electromagneti se instaleaza cei permanenti sau doar un circuit magnetic are poli pronuntati. Alunecarea, ca la mașinile asincrone, este absentă, iar viteza este determinată doar 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. Cu motoare de mare putereși mașini sincrone, situația este mai complicată.

Pornirea motoarelor cu inducție de mare putere

Pentru a porni astfel de mașini, sunt utilizate diferite metode:

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

Punerea în funcțiune a mașinilor electrice sincrone

Spre deosebire de mașinile asincrone, care sunt pornite prin interacțiunea câmpului statorului și a înfășurărilor sau a cuștii rotorului, o mașină sincronă trebuie mai întâi accelerată la o viteză apropiată de sincronă.

• Cu un motor cu inducție opțional. Așa pornesc mașinile cu magneți permanenți în rotor. Când viteza este apropiată de cea sincronă, motorul asincron este deconectat și tensiunea este furnizată la statorul 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 overclock, li se aplică o tensiune constantă.
• Cu ajutor TFC (convertor de frecvență cu tiristoare) frecvenţa tensiunii de alimentare şi viteza de rotaţie se ridică lin la valoarea nominală. Această metodă este utilizată în mecanismele cu viteză variabilă.

Caracteristicile și aplicarea diferitelor tipuri de motoare electrice

Fiecare tip de motor are avantaje și dezavantaje față de celelalte. Aceasta determină domeniul de aplicare a acestora. Aplicație tipuri diferite mașinile electrice depinde 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 costul redus; dispozitivele cu rotor bobinat vă permit să reglați viteza de rotație și să efectuați o pornire lină fără a utiliza convertoare 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;
• eficienta mai scazuta si dimensiuni mari decât dispozitivele sincrone de aceeași putere;
• pe lângă active, astfel de dispozitive consumă putere reactivă (inductivă), ceea ce duce la necesitatea instalării compensatoarelor sau a plății suplimentar pentru electricitate reactivă.

Astfel de mașini sunt folosite aproape peste tot acolo unde este necesară acționarea unui mecanism și există o tensiune trifazată de 380 de volți.

Aplicarea mașinilor sincrone

• Reglarea prin modificarea 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 folosite 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 supra-putere este crescută prin supraexcitarea înfășurărilor rotorului. Datorită acestui fapt, astfel de motoare sunt utilizate în excavatoare, foarfece ghilotină și alte mecanisme similare.
• Viteza nu se modifică atunci când sarcina se schimbă. Prin urmare, mașinile sincrone sunt utilizate în mașinile-unelte de precizie din metalurgie, inginerie mecanică și industria prelucrării lemnului.

Istoria motoarelor electrice este de peste 170 de ani, dar cea mai mare dezvoltare a acestora poate fi observată în ultimii zece ani și ceva. Aparițiasisteme electronice de control care permit reglarea vitezei și a cuplului, și deci a diferitelor tipuri de convertoare de frecvență șiSoftstarterele au revoluționat piața pentru utilizarea unor astfel de acționări electrice.

În zilele noastre, motoarele electrice sunt utilizate nu numai pentru control tipuri diferite mașini, dar și în sisteme moderne automatizare.Un motor care interacționează cu un convertor de frecvență sau servomotori este utilizat în transportoare, sisteme de poziționare, precum și înaplicații, inclusiv aplicații cu mai multe axe, care necesită mișcări precise, rapide și sincronizate.

TEHNOLOGIA DRIVE IN AUTOMATIZARE

Tehnologia de acţionare utilizată în sistemele de automatizare larg înţelese cuprinde destul de multe grup mare dispozitive.

Nu există numai motoare de curent continuu, motoare sincrone de curent alternativ, motoare asincrone, convertoare de frecvenţă, dar deasemeneaservomotoare, motoare cu angrenaje și altele elemente mecanice care vă permit să reglați turația și cuplul motorului.

Cele mai utilizate în automatizare sunt motoarele și convertizoarele de joasă tensiune de la 1 kilowatt până la nu mai mult de câtevazeci și uneori câteva sute. Motoarele de recuperare a energiei devin din ce în ce mai populare în întreaga lume. Acest lucru se datorează nu numainevoia de a folosi aparate performante, dar si cu regulile de reglementare a consumului si energiei, care devin din ce in ce mai multedur în multe țări.

Motoarele mici de curent alternativ oferite de furnizorii ucraineni sunt motoare sincrone și asincrone. universalmotoarele care pot funcționa atât cu putere constantă, cât și cu putere variabilă sunt mult mai puțin populare printreconsumatorii ucraineni. După cum am menționat deja, cele mai vândute motoare sunt de la 1 W la 5 kW, precum și dispozitivele de la 5 W până la 10 kW.

Trebuie remarcat faptul că în Ucraina cele mai populare acum sunt motoarele asincrone, care pot fi utilizate cu ușurință în toate tipurilesisteme de acționare în care nu este necesară o comandă precisă a motorului. Motoarele electrice asincrone cumpără Ucraina de la liderii mondiali SIEMENS, ABB, FESTO, Phoenix Contact poate fi găsit pe site-ul /simat.com.ua/

În cazul acționărilor servo, utilizatorii acordă atenție dinamicii unității și preciziei mișcării. De asemenea, sunt importanți parametri precum eficiențamotor, care afectează semnificativ cost total menținerea sistemului de automatizare într-o anumită companie.

Motoarele electrice moderne se caracterizează prin configurație simplă și ușurință în operare. Inginerii se concentrează pe îmbunătățirea eficienței lor șiîmbunătățirea parametrilor de funcționare, precum și adaptarea automată a acestora la condițiile de sarcină în schimbare.

Construcția motoarelor pro-ecologice și consumul redus de energie devin, de asemenea, din ce în ce mai importante. Motoare electrice sistematicsuferă miniaturizare. Din păcate, după reducerea dimensiunii motoarelor, nu se produce o reducere a puterii, dar capacitatea lor de încărcare crește.
Luând în considerare controlul, există o tendință spre digitalizarea motoarelor electrice. Există din ce în ce mai multe protocoale și comunicații disponibiletehnologii care se bazează în principal pe Ethernet industrial.

Motoarele cu inducție sunt folosite pentru a conduce unități, dar au aplicații specifice.

Motoarele cu inducție sunt utilizate în aplicații cu angrenaj mai puțin tehnologic, dar în care momentul de inerție al acționării este semnificativ. Astfel deaplicațiile sunt transportoare cu role plate sau, pompe, ventilatoare, ascensoare, spune Konrad Florczyk, inginer software SEW-EURODRIVE Polska.

Servomotoarele sincrone sunt în principal pentru sarcini speciale. Moment scăzut inerție - dinamică ridicată plus control eficient și eficient -acești parametri fac posibilă utilizarea acestor motoare ca manipulatoare sau mecanisme finale ale mașinilor.

MOTOARE ASINCRONE

Motoarele cu inducție sunt cele mai utilizate tipuri de motoare electrice în industrie și automatizare. Se estimează că mai mult de jumătate din energia electrică generată în centralele electrice este consumată de motoarele cu inducție. Avantajele lor includ, mai presus de toate, simplitatea designului, ușurința de utilizare și preț scăzut cumpărare și service. Motoarele asincrone au parametri buni mișcarea și caracteristicile lor pot fi formate prin schimbarea sursei de alimentare și a rezistenței înfășurărilor mașinii, care se realizează prin conectarea corespunzătoare elemente exterioare... Sistemele electronice de control cu ​​semiconductori permit pornirea și frânarea lină motoare asincrone.

De asemenea, este ușor să reglați puterea și viteza acestui tip de motor. Din păcate, motoarele cu inducție au, de asemenea, dezavantaje. Cea mai mare dintre acestea este nevoia de a asigura putere reactivă inductivă, care afectează creșterea pierderilor de putere în liniile de transport și căderile de tensiune vizibile mai ales la pornire.

Motoarele asincrone, din punct de vedere al sursei de alimentare, pot fi împărțite în una, două și trei faze, acestea din urmă fiind cele mai populare în industrie. V motoare mici se folosește o sursă de alimentare cu două sau monofazate.

MOTOARE SINCRONE

Principalele sarcini ale unui motor electric sunt transformarea energiei electrice în energie mecanică. Ca și în cazul majorității mașinilor electrice, este posibil și invers.proces în motor (așa-numitul principiu al reversibilității muncii), adică conversia energiei mecanice în electricitate. Cu toate acestea, această proprietaterar folosit în practica industrială.

Motoarele electrice de astăzi pot fi clasificate în diferite moduri. Cea mai simplă împărțire este legată de tipul de alimentare, adică în DC șicurent alternativ. ...

Cu toate acestea, din punct de vedere al sistemelor de acţionare, cea mai importantă este separarea motoarelor în funcţie de proiectarea şi principiul lor de funcţionare. În cazul mașinilorAC există trei grupuri principale de motoare: mașini sincrone, asincrone și mașini cu curent alternativ.

Cel mai numeros grup de motoare prezentate în sistemele de automatizare industrială sunt motoarele sincrone și asincrone cucurent alternativ. Motoare electrice sincrone diferă de motoarele cu inducție în designul rotorului, care este echipat suplimentar cuelectromagneți sau magneți permanenți.

Un motor sincron este o mașină electrică alimentată de curent alternativ, în care rotorul în regim stabil se rotește cu acelașiviteza unghiulară ca câmpul magnetic care o activează. Este important de reținut că viteza unui motor sincron este întotdeauna constantă și nu depinde dede la sarcina si tensiunea de alimentare.

Rotorul se mișcă „de la sine”. Inițial, nu există câmp magnetic în el, nu i se aplică nicio 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 nici un ghiont. Dar în felul său.

Două tipuri de motoare AC

Motoare asincrone - simplitate naivă

Rotorul ajunge mai întâi din urmă cu valul, apoi rămâne ușor în urmă, deoarece pur și simplu nu poate rula sincron cu el. Acest fenomen a fost numit „alunecare”, ajungând din urmă cu câmpul magnetic care rulează, rotorul cu cușca de veveriță își pierde inducția magnetică și apoi pur și simplu alunecă pentru ceva timp prin inerție. Iar atunci când frecarea sau sarcina îl forțează să rămână în urma câmpului de alergare, el va „simți” din nou schimbările în liniile de forță ale câmpului care îl depășesc și va dobândi din nou inducție și, odată cu aceasta, forțele de mișcare.

Adică, rotorul alunecă ușor: ajunge din urmă cu câmpul magnetic care rulează uniform într-un cerc, apoi „uită de ce rula” și rămâne ușor în urmă, apoi „prinde din urmă” din nou și din nou caută 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 simplu

Pentru ca rotorul să fie conectat la unda de mișcare a câmpului magnetic al bobinelor statorului într-o manieră rigidă, a fost inventat un motor electric sincron. Și problema se rezolvă simplu. În rotor, în loc de un câmp magnetic în schimbare de la curenții scurtcircuitați ai unei cuști de veveriță, trebuie folosiți magneți permanenți și câmpul lor magnetic.

Există două opțiuni. Sau acest domeniu este de la magnet permanent fixat în rotor, sau este câmpul de la electromagneți instalați 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 - și se folosesc mii de motoare electrice - magneții să fie strict la fel. 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, trebuie la rândul său să fie luat undeva și să fie 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. Pentru că un motor sincron este același generator curent electric dar lucrând „în reversul". În generator, o anumită forță mecanică rotește arborele cu rotorul și, din aceasta, este 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.

Doar 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 hertz.

Diferențele și dezavantajele acestor motoare

Diferențele dintre motoarele sincrone și asincrone sunt clare din numele lor. De fapt, ambele opțiuni de design au avantaje. Mai jos sunt enumerate plusurile 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 are un design foarte simplu;
• la pornire și accelerare, crește treptat puterea;
• capacitatea de a inversa sensul de rotație prin simpla schimbare a două faze de alimentare;
• 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 căderile 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 ca design;
• în unele modele, un colector este utilizat pentru a conduce curentul de excitație în înfășurările rotorului, ca într-un motor de curent continuu;
• mai greu de început.

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

În acest articol, vom lua în considerare diferențele fundamentale dintre motoarele electrice sincrone și asincrone, astfel încât toată lumea care citește aceste rânduri să poată înțelege clar aceste diferențe.

Mai răspândite astăzi însă, în unele situații, motoarele sincrone sunt mai potrivite, mai eficiente pentru rezolvarea unor probleme specifice industriale și de producție, despre asta vom discuta mai târziu.

În primul rând, să ne amintim ce este un motor electric. numit mașină electrică, conceput pentru a converti energia electrică în energie mecanică de rotație a rotorului și servește drept antrenare pentru orice mecanism, de exemplu, pentru a antrena o macara sau o pompă.

Înapoi la școală, tuturor li s-a spus și a arătat cum doi magneți sunt respinși de polii cu același nume, iar cei opuși sunt atrași. Aceasta . Dar există și magneți variabili. Toată lumea își amintește un desen cu un cadru conductor situat între polii unui magnet permanent în formă de potcoavă.

Un cadru poziționat orizontal, dacă este trecut peste el DC., se va roti în câmpul magnetic al unui magnet permanent sub acțiunea unei perechi de forțe () până la atingerea echilibrului în poziție verticală.

Dacă apoi trece un curent continuu de sens opus prin cadru, cadrul se va întoarce mai departe. Ca rezultat al unei astfel de surse de alimentare alternativă a cadrului cu curent continuu într-una sau alta direcție, se realizează rotația continuă a cadrului. Cadrul de aici este un analog al unui magnet variabil.

Exemplul dat cu o ramă rotativă în interior cea mai simpla forma demonstrează principiul de funcționare a unui motor sincron. Orice motor electric sincron are înfășurări de câmp pe rotor, care sunt alimentate cu curent continuu, care formează câmpul magnetic al rotorului. Statorul unui motor electric sincron conține o înfășurare a statorului pentru a forma câmpul magnetic al statorului.

Când se aplică un curent alternativ înfășurării statorului, rotorul se va roti la o frecvență corespunzătoare frecvenței curentului din înfășurarea statorului. Viteza rotorului va fi sincronă cu frecvența curentului înfășurării statorului, de aceea un astfel de motor electric se numește sincron. Câmpul magnetic al rotorului este generat de curent și nu este indus de câmpul statorului, astfel încât un motor sincron este capabil să mențină viteza nominală sincronă indiferent de puterea de sarcină, desigur, în limite rezonabile.

Un motor cu inducție, la rândul său, diferă de unul sincron. Dacă ne amintim imaginea din cadru, iar cadrul este pur și simplu scurtcircuitat, atunci când magnetul se rotește în jurul cadrului, curentul indus în cadru va crea un câmp magnetic al cadrului, iar cadrul va încerca să ajungă din urmă. cu magnetul.

Viteza cadrului sub sarcină mecanică va fi întotdeauna mai mică decât viteza magnetului și, prin urmare, frecvența nu va fi sincronă. Acest exemplu simplu demonstrează cum funcționează. motor asincron.

Într-un motor electric asincron, un câmp magnetic rotativ este format de un curent alternativ al înfășurării statorului situat în fantele sale. Rotorul unui motor tipic asincron nu are înfășurări ca atare, în schimb există tije scurtcircuitate (rotor cu cușcă veveriță) pe el, un astfel de rotor se numește rotor cușcă veveriță. Există și motoare de inducție cu rotor de fază, unde rotorul conține înfășurări, rezistența și curentul în care pot fi controlate de un reostat.

Deci ce este diferență fundamentală motor asincron de la sincron? În exterior, arată asemănător, uneori chiar și un specialist nu se va distinge prin semne exterioare motor electric sincron de la asincron. Principala diferență constă în designul rotoarelor. Rotorul unui motor cu inducție nu este alimentat de curent, iar polii de pe acesta sunt induși de câmpul magnetic al statorului.

Rotorul unui motor sincron are o înfășurare de excitație alimentată independent. Statoarele unui motor sincron și asincron sunt aranjate în același mod, funcția în fiecare caz este aceeași - crearea unui câmp magnetic rotativ al statorului.

Rotațiile unui motor cu inducție sub sarcină rămân întotdeauna în urmă față de rotația câmpului magnetic al statorului cu cantitatea de alunecare, în timp ce rotațiile unui motor sincron sunt egale ca frecvență cu „rotațiile” câmpului magnetic al statorului, prin urmare, dacă rotațiile trebuie să fie constante la sarcini diferite, este de preferat să alegeți un motor sincron, de exemplu, în motorul de forfecare ghilotină este cel mai potrivit pentru sarcina sa de un motor sincron puternic.

Domeniul de aplicare al motoarelor asincrone este astăzi foarte larg. Acestea sunt tot felul de mașini, transportoare, ventilatoare, pompe, - toate acele echipamente în care sarcina este relativ stabilă, sau scăderea vitezei sub sarcină nu este critică pentru procesul de lucru.

Unele compresoare și pompe necesită o viteză constantă la orice sarcină; pe astfel de echipamente sunt instalate motoare sincrone.

Motoarele sincrone sunt mai scumpe de fabricat decât motoarele asincrone, deci dacă există o alegere și o ușoară scădere a vitezei sub sarcină nu este critică, ele dobândesc un motor asincron.

Motoarele electrice sincrone sunt utilizate pe scară largă în acționările electrice care nu necesită controlul vitezei. În comparație cu motoarele cu inducție, acestea au o serie de avantaje:

eficiență mai mare;

posibilitatea de a produce motoare cu o viteză mică de rotație, ceea ce face posibilă abandonarea treptelor de viteză intermediare între motor și mașina de lucru;

turația motorului nu depinde de sarcina pe arborele acestuia;

posibilitatea utilizării puterii reactive ca dispozitive de compensare.

Motoarele electrice sincrone pot fi consumatori și generatoare. Natura și valoarea puterii reactive a unui motor sincron depind de mărimea curentului din înfășurarea câmpului. Dependența curentului din înfășurarea tensiunii de alimentare a rețelei electrice de curentul de excitație se numește caracteristica în formă de U a unui motor sincron. La sarcina de 100% pe arborele motorului, este egal cu 1. În acest caz, motorul electric nu consumă putere reactivă de la reteaua electrica... În acest caz, curentul din înfășurarea statorului are o valoare minimă.

Motoarele electrice sunt de două tipuri principale - sincrone și asincrone. Ce sunt ambele?

Ce este un motor sincron?

LA sincron se obișnuiește să se facă referire la motoare electrice care funcționează curent alternativși au un rotor cu o frecvență de rotație care coincide cu frecvența de rotație a câmpului magnetic în structura unității.

Elementele cheie ale unui motor sincron:

1. ancoră;
2. inductor.

Primul element al unității este situat pe stator. Inductorul este situat pe rotor, care este separat de stator printr-un spațiu de aer. Structura armăturii este reprezentată de o înfășurare (una sau mai multe). Curenții care sunt furnizați elementului motor corespunzător formează un câmp magnetic care se rotește la o frecvență dată și interacționează cu câmpul inductorului. Inductorul include 2 poli - sub formă de magneți permanenți.

Unitatea sincronă poate funcționa în două moduri:

• ca motor electric în sine;
• ca generator.

Primul mod de funcționare implică interacțiunea câmpului magnetic format la armătură și câmpul care se formează la polii inductorului. Un motor sincron în modul generator funcționează datorită inducției electromagnetice: în timpul rotației rotorului, câmpul magnetic care se formează pe înfășurare interacționează la rândul său cu fazele înfășurării de pe stator, drept urmare forta electromotoare.

Ce este un motor cu inducție?

LA asincron se obişnuieşte să se facă referire la motoare electrice în care viteza de rotaţie a unuia dintre cele elemente cheie- rotor - nu coincide cu frecventa rotatiilor campului magnetic format de curentul care apare pe infasurarea statorului. Agregatele asincrone sunt uneori denumite agregate de inducție. Acest lucru se datorează faptului că curentul este indus în înfășurarea rotorului atunci când este expus câmpului magnetic al statorului.

Designul unui motor electric asincron conține un stator și un rotor, care sunt separate printr-un spațiu de aer. Principalul elemente active unitate:

• serpuit, cotit;
• circuit magnetic.

Un rol important în funcționarea unui motor cu inducție îl joacă elementele structurale suplimentare care asigură rezistența, răcirea și stabilitatea unității.

Comparaţie

Principala diferență dintre un motor sincron și un motor asincron constă în raportul dintre mărimea vitezei rotorului și câmpul magnetic. În primul tip de agregat, ambii indicatori sunt aceiași. Într-o mașină asincronă, acestea sunt diferite.

Se poate observa că motoarele electrice de al doilea tip sunt în general mai frecvente decât primul. În același timp, unitățile asincrone sunt prezentate cel mai adesea într-o versiune în care este instalat un rotor cu cușcă de veveriță. Aceste dispozitive au un număr de cele mai importante avantajeînaintea motoarelor electrice din alte categorii. Și anume:

1. simplitatea designului, fiabilitate;
2. cost relativ scăzut de producție, operare;
3. capacitatea de a funcționa atunci când se utilizează resursele de rețea disponibile fără a conecta convertoare.

În același timp, mașinile asincrone cu rotor cu colivie au o serie de dezavantaje. Și anume:

• prezența unui cuplu mic de pornire;
• prezența unui curent mare de pornire;
• factor de putere redus;
• controlabilitate scăzută în ceea ce privește reglarea vitezei;
• dependență viteza maxima din frecvența rețelei electrice;
• cuplul electromagnetic la motoarele cu inducție de acest tip se caracterizează printr-o sensibilitate puternică la o scădere a tensiunii din rețea.

La rândul lor, unitățile sincrone au și avantaje incontestabile. Acestea includ:

• sensibilitate relativ scăzută la căderile de tensiune în rețea;
• stabilitate la rotație indiferent de sarcina rotorului.

Motoarele sincrone au, de asemenea, dezavantaje:

• complexitatea relativă a designului;
• complexitatea pornirii rotorului în curs.

Caracteristicile remarcate ale funcționării unităților sincrone și asincrone fac optimă utilizarea primelor dacă puterea necesară a motorului în sistem (de exemplu, ca parte a infrastructurii unei linii de fabrică) ar trebui să fie de aproximativ 100 kW sau mai mult. În alte cazuri, utilizarea mașinilor asincrone, de regulă, devine mai preferabilă.

Având în vedere diferența dintre un motor sincron și asincron, vom reflecta concluziile în tabel.