По какво се различават асинхронните двигатели от синхронните двигатели

В тази статия ще разгледаме основните разлики между синхронните електродвигатели и асинхронните двигатели, така че всеки, който чете тези редове, да може ясно да разбере тези разлики.

Асинхронни двигатели са по -широко разпространени днес, но в някои ситуации синхронните двигатели са по -подходящи, по -ефективни за решаване на специфични промишлени и производствени проблеми, това ще бъде обсъдено по -долу.

Първо, нека си припомним какво е електрически мотор. Електрически мотор се нарича електрическа машина, предназначена да преобразува електрическата енергия в механична енергия на въртене на ротора и служи като задвижване на някакъв механизъм, например за задвижване на кран или помпа.

Още в училище на всички беше казано и показано как два магнита се отблъскват от едноименните полюси, а от противоположните — те се привличат. то постоянни магнити… Но има и променливи магнити. Всеки си спомня рисунка с проводима рамка, разположена между полюсите на постоянен магнит под формата на подкова.

Хоризонтално разположена рамка, ако през нея преминава постоянен ток, ще се превърне в магнитното поле на постоянен магнит под действието на двойка сили (Амперна сила), докато се постигне изправено равновесие.

Ако след това през рамката преминава постоянен ток в обратна посока, рамката ще се завърти по -нататък. В резултат на такова променливо захранване на рамката с постоянен ток в една или друга посока се постига непрекъснато въртене на рамката. Рамката тук е аналог на променлив магнит.

Горният пример с въртяща се рамка в най -простата си форма демонстрира принципа на работа на синхронен електродвигател. Всеки синхронен електродвигател на ротора има полеви намотки, които се захранват с постоянен ток, който образува магнитното поле на ротора. Статорът на синхронен електродвигател съдържа намотка на статор, която образува магнитното поле на статора.

Когато се прилага променлив ток към намотката на статора, роторът ще се върти с честота, съответстваща на честотата на тока в намотката на статора. Скоростта на ротора ще бъде синхронна с честотата на тока на намотката на статора, поради което такъв електродвигател се нарича синхронен. Магнитното поле на ротора се генерира от тока, а не се индуцира от полето на статора, така че синхронният двигател е в състояние да поддържа синхронна номинална скорост независимо от мощността на товара, разбира се, в разумни граници.

Асинхронният двигател от своя страна се различава от синхронния. Ако си припомним картината в рамката и рамката е просто късо съединена, тогава когато магнитът се върти около рамката, токът, индуциран в рамката, ще създаде магнитно поле на рамката и рамката ще се опита да навакса с магнита.

Скоростта на рамката при механично натоварване винаги ще бъде по -малка от скоростта на магнита и следователно честотата няма да бъде синхронна. Този прост пример демонстрира как работи асинхронният двигател.

В асинхронен електродвигател въртящото се магнитно поле се образува от променлив ток на намотката на статора, разположена в неговите канали. Роторът на типичен асинхронен двигател няма намотки като такива, вместо това върху него има късо съединени пръти (ротор с катеричка), такъв ротор се нарича ротор с катерица. Съществуват и асинхронни двигатели с фазов ротор, където роторът съдържа намотки, съпротивлението и токът в които могат да се контролират от реостат.

И така, каква е основната разлика между асинхронния двигател и синхронния двигател? Външно те са сходни, понякога дори специалист няма да различи синхронния електродвигател от асинхронен по външни характеристики. Основната разлика се крие в дизайна на роторите. Роторът на асинхронния двигател не се захранва от ток, а полюсите върху него се индуцират от магнитното поле на статора.

Роторът на синхронен двигател има независимо задвижвана възбуждаща намотка. Статорите на синхронен и асинхронен двигател са подредени по същия начин, функцията във всеки случай е една и съща — създаване на въртящо се магнитно поле на статора.

Оборотите на асинхронния двигател при натоварване винаги изостават от въртенето на магнитното поле на статора с размера на приплъзване, докато оборотите на синхронния двигател са равни по честота на „оборотите“ на магнитното поле на статора, следователно, ако оборотите трябва да са постоянни при различни натоварвания, за предпочитане е да се избере синхронен двигател, например в Гилотинното срязващо задвижване е най -подходящо за неговата задача от мощен синхронен двигател.

Областта на приложение на асинхронните двигатели днес е много широка. Това са всякакви машини, конвейери, вентилатори, помпи — цялото онова оборудване, при което натоварването е относително стабилно или намаляването на скоростта при натоварване не е критично за работния процес.

Някои компресори и помпи изискват постоянна скорост при всяко натоварване; на такова оборудване са инсталирани синхронни двигатели.

Синхронните двигатели са по -скъпи за производство от асинхронните двигатели, така че ако има избор и леко намаляване на скоростта при натоварване не е критично, те придобиват асинхронен двигател.

Синхронните електродвигатели се използват широко в електрически задвижвания, които не изискват контрол на скоростта. В сравнение с асинхронните двигатели те имат редица предимства:

• по -висока ефективност;

• възможността за производство на двигатели с ниска скорост на въртене, което дава възможност да се изоставят междинни предавки между двигателя и работната машина;

• оборотите на двигателя не зависят от натоварването на вала му;

• възможността за използване на реактивна мощност като компенсиращи устройства.

Синхронните електродвигатели могат да бъдат потребители и генератори реактивна мощност… Характерът и стойността на реактивната мощност на синхронен двигател зависят от големината на тока в намотката на полето. Зависимостта на тока в намотката, подаваща напрежение към електрическата мрежа от тока на възбуждане, се нарича U-образна характеристика на синхронен двигател. При 100% натоварване на вала на двигателя, неговото косинус фи се равнява на 1. В този случай електродвигателят не консумира реактивна мощност от електрическата мрежа. В този случай токът в намотката на статора има минимална стойност.