Sähkömoottorit ovat vakiinnuttaneet asemansa useimpien ihmisten päivittäin käyttämien laitteiden tärkeimpinä komponentteina. Yksi sähkökoneista työkappaleen pyörittämiseksi on synkroninen sähkömoottori. Tarkastelemme edelleen laitteen ominaisuuksia ja synkronimoottorin toimintaperiaatetta.
Laite
Rakenteellisesti mikä tahansa synkroniyksikkö on staattori ja roottori yhdistettynä yhteen koteloon. Staattorin käämi kääritään kiinteän magneettisen piirin aukkoihin, jotka on koottu ferromagneettisesta materiaalista. Roottorirakenne voi sisältää teräsrunkoon asennetun käämityksen tai akselille asennetun kestomagneetin. Sekä toisen että toisen tehtävänä on luoda magneettivuo vuorovaikutuksessa staattorin sähkömagneettisen kentän kanssa.
Toimintaperiaate
GOST 27471-87: n lausekkeen 53 perusteella synkronimoottorin käsite tarkoittaa kosketuksetonta konetta, joka toimii vaihtovirralla. Jossa roottorin nopeuden suhde vakiotilassa ankkurikäämien nykyiseen taajuuteen ei riipu nimelliskäytössä olevan kuorman suuruudesta.
Käytännön näkökulmasta se näyttää tältä:
- staattorin käämeihin käytetään kolmivaiheista jännitettä, jota kutsutaan myös ankkuriksi;
- kun sinivaiheen amplitudi yhdessä vaiheessa kasvaa, käämityksen ympärille muodostunut virta ja sähkömagneettinen kenttä kasvavat suhteellisesti;
- kun otetaan huomioon se tosiasia, että sinimuoto kasvaa moottorin kaikissa kolmessa vaiheessa vuorotellen, suurimman sähkömagneettisen kentän huippu siirtyy käämityksestä toiseen myötäpäivään;
- roottorin (induktorin) magneettikenttä vetää vuorotellen omilla napoillaan staattorikenttävektorin vastakkaiseen merkkiin.
Tämän vuorovaikutuksen seurauksena synkronimoottorin akselin kääntyminen tapahtuu akselinsa ympäri. Koska riippumattoman lähteen muodostamia voimalinjoja on jatkuvasti läsnä kelassa, sen pyörimistaajuus vastaa täysin ankkurikäämiin syötetyn jännitteen taajuutta. Synkronismi tapahtuu moottorissa.
Synkronimoottoreiden tyypit
Yleensä synkronimoottorit on jaettu useisiin luokkiin niiden suunnitteluominaisuuksien mukaan.
Joten herätevirran saamiseksi käytä:
- roottorin käämitys - sähkömagneettisen vuorovaikutuksen varmistamiseksi virtaa syötetään käämiin kolmannen osapuolen lähteestä;
- magneettinen roottori - roottorin apumagneettikenttä syntyy siihen asennetuista kestomagneeteista;
- suihkumoottori - kelan magneettipiirin muoto on tehty siten, että ankkurin voimajohdot taittuvat synkronisen pyörimisen aikaansaamiseksi.
Roottorin rakenteesta riippuen erotetaan merkittävä napa ja implisiittinen napa-synkronimoottori.
Toimintatilan mukaan niitä voidaan käyttää sähkömoottoreina, generaattoreina tai synkronikompensaattoreina.
Toimintatilat
Käytännössä kutakin sähkökonetta voidaan käyttää eri käyttötiloissa:
- Moottoritila - yksikkö toimii periaatteella muuntaa sähköenergia mekaaniseksi energiaksi. Jännite kohdistetaan ankkurijohtoihin ja muunnetaan roottorin pyörimisvoimaksi.
- Generaattoritila - tällöin moottorin akseli pyörii turbiinin tai muun esineen takia ja syntyvä jännite poistetaan ankkurijohtimista.
- Synkroninen kompensaattori - sähkömoottori on kytketty jakeluverkkoon joutokäynnillä. Tämä lisää järjestelmän tehokerrointa loistehon kulutuksen takia.
P.S. Lisää muita tietoja synkronimoottori, ja myös siitä, miten se eroaa induktiomoottorista, katso video: