Autoservice-mekona.ru

Автомобильный журнал
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

В чем разница между асинхронными и синхронными двигателями

Разница в управлении между асинхронным двигателем переменного тока и бесщеточным двигателем постоянного тока?

У меня довольно солидный опыт управления промышленными двигателями переменного тока (устройства плавного пуска, частотно-регулируемые приводы и т. Д.), Но я определенно не очень хорошо разбираюсь в бесщеточных двигателях постоянного тока . типа, встречающегося в каждом жестком диске на планете.

Насколько я могу судить, они выглядят идентично вашему типичному асинхронному двигателю переменного тока со звездообразным подключением, а контроллеры двигателя выглядят очень, очень похоже на типичные трехфазные контроллеры переменного тока, которые я провел большую часть своей профессиональной жизни.

Я не могу найти много реальных различий между ними ни с точки зрения механической конструкции, ни с точки зрения контроля. Самое близкое, что мне кажется, это «они похожи».

Кто-нибудь имеет какие-либо ресурсы или может предложить достаточно техническое объяснение того, что основные различия между этими типами двигателей и их методы управления?

Бесщеточные двигатели постоянного тока похожи на синхронные двигатели переменного тока. Основное отличие состоит в том, что синхронные двигатели создают синусоидальную обратную ЭДС по сравнению с прямоугольной или трапециевидной обратной ЭДС для бесщеточных двигателей постоянного тока. В обоих статорах созданы вращающиеся магнитные поля, создающие крутящий момент в магнитном роторе.

Конструкция мудрая, по сути * нет никакой разницы.

Двигатель на приведенной выше схеме можно назвать «асинхронный двигатель переменного тока» или «бесщеточный двигатель постоянного тока», и это будет тот же двигатель.

Основное отличие заключается в приводе. Двигатель переменного тока управляется приводом, состоящим из синусоидального сигнала переменного тока. Его скорость синхронна с частотой этого сигнала. И так как он управляется синусоидальной волной, это Back-EMF является синусоидальной волной. Однофазный двигатель переменного тока может быть изгнан из розетки и она превратится в 3000 оборотов в минуту или 3600 оборотов в минуту ( в зависимости от страны происхождения , имеющего 50 / 60Гц от сети).

Обратите внимание, что я сказал, мог там. Для того , чтобы вбить двигатель от источника постоянного тока, контроллер, который является по существу только постоянного напряжения в переменное инвертор, это требуется . Вы правы, утверждая, что двигатели переменного тока также могут управляться контроллерами. Например, частотно-регулируемый привод (VFD), который, как вы сказали, является преобразователем постоянного тока в переменный. Хотя, как правило, они имеют передний конец выпрямителя переменного тока в постоянный.

ЧРП используют ШИМ для аппроксимации синусоидальной волны и могут быть довольно близки, непрерывно изменяя ширину импульса, как показано ниже:

Хотя использование ШИМ для аппроксимации синусоидальной волны может привести к почти синусоидальной форме обратной ЭДС (слово «нечеткий» — это слово, которое вы использовали), это также немного сложнее. Более простая техника коммутации называется шестиступенчатой ​​коммутацией, в которой форма сигнала обратной ЭДС является более трапециевидной, чем синусоидальной.

И хотя этот «ШИМ действительно плох», как вы сказали, его также намного проще реализовать и, следовательно, дешевле.

Существуют и другие методы коммутации, кроме шестиступенчатых и синусоидальных. Единственный, который действительно популярен (на мой взгляд), это космический вектор. Это имеет примерно ту же сложность, что и синусоидальный привод, но лучше использовать доступное напряжение шины постоянного тока. Я не буду вдаваться в подробности о космическом векторе, так как думаю, что это только запутает воды этой дискуссии.

Таковы различия в технике езды. Форма волны, используемая для возбуждения двигателей переменного тока, обычно является синусоидальной и может поступать непосредственно от источника переменного тока или может быть аппроксимирована с использованием ШИМ. Форма волны, используемая для привода двигателей постоянного тока, обычно трапециевидна и исходит от источника постоянного тока. Нет причин, по которым диски не могли бы быть заменены, хотя это могло бы привести к незначительному снижению эффективности.

* esssentially

Выше я говорил, что конструкция двух типов двигателей по сути одинакова. В обоих случаях, асинхронный двигатель переменного тока и бесщеточный двигатель постоянного тока, мы говорим о двигателях, которые имеют постоянные магниты вместо статических магнитов. Что делает их «Универсальными моторами» :

Одно преимущество наличия статоров в двигателе состоит в том, что можно создать двигатель, работающий от переменного или постоянного тока, так называемый универсальный двигатель.

Тем не менее, есть небольшая разница в обмотке. Двигатели, предназначенные для использования с переменным током, намотаны по синусоиде, а двигатели, предназначенные для использования с постоянным током, намотаны трапазоидально . В течение многих лет меня беспокоило то, что я не могу найти упрощенную диаграмму, которая показывает разницу. Если бы мне дали статор мотора, я бы не знал, был ли он намотан синусоидально или трапазоидально. Единственный способ узнать разницу — это задний ход двигателя, подключив дрель к валу и посмотрев на противо-ЭДС. Вы увидите либо красивую синусоидальную волну, либо трапецию, как показано на рисунке выше. Как я уже говорил выше, использование неправильного типа привода может привести к небольшому снижению производительности, но это приведет к другой разумной работе.

Чаще всего бесщеточные двигатели постоянного тока строятся с постоянными магнитами на роторе. Хотя это будет отличаться от короткозамкнутого электродвигателя, поскольку статор представляет собой намотанный статор, а не статор с постоянными магнитами (как видно на щеточных двигателях постоянного тока), обе конструкции по сути являются «универсальными двигателями»:

Сторона постоянного магнита на приведенной выше схеме показывает двухполюсный двигатель. Количество полюсов контролирует пульсации крутящего момента. Чем больше полюсов, тем ровнее кривая крутящего момента. Но количество полюсов не имеет значения с точки зрения переменного и постоянного тока.

Соединение обмоток статора, треугольник и звезда, также не влияет на способ привода. И на самом деле, вы можете переключаться между ними во время работы :

Разница в том, что дельта будет потреблять больше тока и, следовательно, производить больший крутящий момент. Для получения более подробной информации о взаимосвязи или токах с крутящим моментом или напряжением до скорости, см моего ответа на этот EE.SE вопрос .

Я немного опаздываю с ответом на этот вопрос, и я пока не могу ответить прямо на Embedded.kyle выше, но я хотел исправить небольшую дезинформацию, приведенную выше. Мой опыт — двигатели, а не органы управления, кстати.

1) «Универсальные двигатели» полностью отличаются от BLDC или асинхронных двигателей. Универсальные моторы имеют намотанные статоры и арматуру и имеют щетки. Тот факт, что статор намотан, не делает его универсальным двигателем . ссылка, встроенная в универсальные двигатели, просто сравнивает их с двигателями щеточного типа PMDC.

2) Двигатели BLDC всегда имеют магниты на роторе. Как я сказал выше, они никогда не упоминаются как универсальные двигатели. Универсальные моторы это совершенно разные звери.

3) Относительно трапецеидальных стихов синусоидального, не существует стандартного способа обмотки асинхронных двигателей и бесщеточных двигателей (мне не нравятся термины «синусоидальная намотка» и «трапецеидальная намотка» по причинам, которые я объясню ниже). В общем, разработчики асинхронных двигателей пытаются создать воздушный зазор MMF и поток синусоидальной формы. Обычно это делается с помощью так называемой «распределенной» обмотки. Все это означает, что вместо катушки с Т числом витков у вас есть несколько катушек с переменным числом витков, чтобы приблизить синусоиду.

Читать еще:  Что может стучать в двигателе при повышении оборотов

Бесщеточные двигатели могут иметь обратную ЭДС, которая выглядит более синусоидальной или трапециевидной, как упоминалось в встроенном файле. Тем не менее, вы никогда не получите чисто синусоидальную или трапециевидную обратную ЭДС . как двигатели спроектированы и сделаны так, чтобы это никогда не происходило. Это всегда где-то посередине. Форма обратной ЭДС определяется многими вещами — как она наматывается, отношение зубцов статора к магнитам ротора, форма зубьев ламинирования, форма магнитов ротора и т. Д. Вот почему мне не нравятся термины «синусоидальная рана» и «трапецеидальная рана» — обратная ЭДС зависит от других вещей, а не от того, как она намотана. Вы можете управлять любым бесщеточным двигателем с помощью «трапециевидного» или «синусоидального» привода. Вообще (но это не универсально), Если у вас есть двигатель с более или менее противо-ЭДС ловушки, который предназначен для сопряжения с приводом ловушки, производители двигателей будут называть это двигателем BLDC. Аналогично, если у вас есть двигатель с более или менее синусоидальной обратной ЭДС, который предназначен для сопряжения с синусоидальным приводом, производители двигателей будут называть его двигателем BLAC. Но любой из этих типов двигателей может работать с любым типом привода.

4) Ссылка на build.kyle, на которую указывает 23 октября в 19:06, не показывает разницы между обмотками синусов и ловушек. Я, вероятно, тоже оставлю здесь комментарий, но разница между этими двумя заключается в том, что одна — это круговая обмотка, а другая — концентрическая.

Согласно Википедии, бесщеточные двигатели постоянного тока представляют собой синхронные двигатели переменного тока с постоянными магнитами со встроенным инвертором и выпрямителем, датчиком и электроникой управления инвертором. Я не слишком знаком с двигателями переменного тока, но я думаю, что бесщеточные двигатели постоянного тока лучше всего классифицировать как подмножество двигателей переменного тока с функциональной точки зрения.

Могут быть и другие отличия, относящиеся к применению. Например, разница между шаговыми двигателями и бесщеточными двигателями постоянного тока обычно является предполагаемым применением, а серводвигатели относятся к двигателю (обычно, но не всегда, щеточный двигатель постоянного тока) со встроенными датчиками положения вращения.

Отличия асинхронных двигателей от синхронных

Применение электродвигателей в различных отраслях промышленности и быта широко распространено, в связи с экономичностью и простотой подключения и обслуживания. Для различных механизмов, применяются двигатели разной мощности и устройства. В этой статье рассмотрим, чем отличается синхронный двигатель от асинхронного, в каких механизмах они применяются и как правильно выбрать тип электрического мотора.

Асинхронные двигатели

Как и любые электрические двигатели, асинхронные моторы представляют собой устройства, которые создают крутящий момент при помощи преобразования электрического тока. Если говорить простыми словами, асинхронный двигатель – это электромотор с неравнозначной частотой вращения ротора и магнитного поля. Магнитное поле ротора в таких устройствах всегда вращается с меньшей частотой, чем поле статора.

Строение асинхронного двигателя в целом аналогично с синхронным. Он состоит из:

  • Цилиндрического статора из металлических пластин с пазами для обмотки;
  • Фазного либо короткозамкнутого ротора;
  • Подвижных и неподвижных деталей корпуса, таких как вал, подшипники, вентилятор охлаждения, электрического оборудования.

Используется тип двигателя асинхронный в различных приводах как в промышленности, так и быту. Например, для обеспечения работы конвейеров, подъемных механизмов кранов и экскаваторов, деревообрабатывающих станков и других механизмов, как крупногабаритных, так и небольших бытовых.

Обслуживание и ремонт такого типа электромоторов не требует больших затрат, однако, для трансформации крутящего момента и понижения частоты вращения необходимо использовать редуктора различной сложности, часто с большим передаточным числом.

Синхронные двигатели

Основное отличие синхронного двигателя от асинхронного в том, что частота вращения магнитных полей при его работе совпадает, то есть является синхронной. Для синхронизации частот вращения используется дополнительный источник постоянного питания, что делает конструкцию синхронного электродвигателя сложнее и частично ограничивает сферу применения такого вида машин. Кроме того, работа такого типа двигателя возможна только с использованием частотного преобразователя.

В сфере применения, электродвигатели синхронные – это промышленные моторы большой мощности, которые используются в различных промышленных устройствах и оборудовании, где необходима повышенная мощность и возникают перегрузки.

Важной особенностью такого типа электромоторов является то, что при работе с перегрузкой устройство отдает часть реактивной мощности в сеть, что способствует повышению мощности, компенсирует падение мощности.

Синхронные двигатели бывают также таких типов:

  • Гистерезисные двигатели используются в точных механизмах для создания вращения. Например, в звукозаписи, медицинском оборудовании, машиностроении
  • Шаговые электродвигатели применяются в точных приборах и механизмах, таких как, например, станки с числовым программным обеспечением.

Преимущества и недостатки синхронных и асинхронных электродвигателей

Что бы определить, какой двигатель лучше синхронный или асинхронный, необходимо рассмотреть сферу применения этих устройств.

Синхронные двигатели, кроме повышенной мощности, обладают еще одним важным преимуществом – возможностью генерации низкой частоты вращения без использования дополнительных передач в редукторах. При этом, мощность на выходном валу остается неизменной. Синхронный двигатель имеет повышенный коэффициент полезного действия, более полно трансформируя электрическую энергию в крутящий момент.

Однако, синхронные двигатели имеют и недостатки. Кроме того, что требуется дополнительное питание и оборудование запуска, в таком типе электродвигателей происходит быстрый износ подвижных токосъемных деталей, таких как щётки и контактные кольца. Для замены изношенного оборудования требуются средства, что еще более увеличивает стоимость использования синхронных моторов.

Кроме того, настройка и обслуживание синхронных двигателей имеет ряд особенностей и требует более глубоких знаний технических особенностей.

Какой тип двигателя выбрать

При выборе типа электрического двигателя следует учитывать такие факторы:

  • Сферу применения и оборудование, которое приводится в движение электродвигателем;
  • Стоимость оборудования и его обслуживания;
  • Тип преобразующего редуктора, применяемого для понижения скорости вращения;
  • Тип питания и электрической сети.

Учитывая эти факторы и принимая во внимание расчет механизма, можно подобрать тип двигателя, который будет обеспечивать бесперебойную работу устройства, максимально экономить электроэнергию и обеспечивать необходимую мощность.

При использовании любого вида электрических двигателей стоит помнить, что срок их службы зависит от соблюдение технического регламента при подключении, настройке и последующему обслуживанию такого оборудования. При нарушении технических требований электродвигатель выйдет из строя, несмотря на его преимущества и надежность.

Разница между асинхронным и синхронным двигателем

Самые распространённые электродвигатели – трёхфазные машины переменного тока. Они есть двух видов – асинхронные и синхронные. В этой статье рассказывается в чём сходство и различие между машинами обоих типов и область их применения.

Читать еще:  Грейд вол ховер 6 какая гарантия на двигатель

Принцип действия и устройство электромашин разных типов

Асинхронные и синхронные электродвигатели похожи по конструкции, но есть и отличия.

Устройство и принцип действия асинхронных электродвигателей

Это самые распространённые машины переменного тока. Такие электродвигатели состоят из трёх основных частей:

  • Корпус с подшипниковыми щитами и лапами или фланцем.
  • В корпусе находятся магнитопровод из железных пластин с обмотками. Этот магнитопровод носит название статор.
  • Вал с подшипниками и магнитпроводом. Эта конструкция называется ротор. В электродвигателях с короткозамкнутым ротором в магнитопроводе находятся соединённые между собой алюминиевые стержни, эта конструкция носит название «беличья клетка». В машинах с фазным ротором вместо стержней намотаны обмотки.

В пазах статора со сдвигом 120° намотаны три обмотки. При подключении к трёхфазной сети в статоре наводится вращающееся магнитное поле. Скорость вращения называется «синхронная скорость».

Справка! В однофазных электродвигателях вращающееся поле создаётся дополнительной обмоткой или конструктивными особенностями статора.

Это поле наводит ЭДС в роторе, возникающий при этом ток создаёт своё поле, взаимодействующее с полем статора и приводящее его в движение. Скорость вращения ротора меньше синхронной скорости. Эта разница называется скольжение.

Рассчитывается скольжение по формуле S=(n1-n2)/n1*100%, где: · n1 – синхронная скорость; · n2 – скорость вращения ротора.

на скольжения в обычных электромоторах 1-8%. При увеличении нагрузки на валу двигателя скольжение и вращающий момент растут до критической величины, при достижении которой двигатель останавливается.

В электродвигателях с фазным ротором вместо беличьей клетки в пазах ротора намотаны три обмотки. Через токосъёмные кольца и щётки они подключаются к добавочным сопротивлениям. Эти сопротивления ограничивают ток и магнитное поле в роторе. Это увеличивает скольжение и уменьшает скорость двигателя.

Такие аппараты используются при тяжёлом пуске и в устройствах с регулировкой скорости, например, в мостовых кранах.

Принцип действия синхронных электродвигателей

Статор синхронной машины не отличается от асинхронной. Отличие в роторе. В отличие от асинхронного двигателя, вращение осуществляется за счёт взаимодействия вращающегося магнитного поля статора и постоянного поля ротора. Для его создания в роторе находятся электромагниты. Напряжение к катушкам подводится при помощи токосъёмных колец и графитных щёток.

Справка! В роторе синхронных машин малой мощности вместо электромагнитов установлены постоянные или просто магнитопровод имеет явновыраженные полюса. Скольжение, как в асинхронных машинах, отсутствует, и частота вращения определяется только частотой питающего напряжения.

Запуск электродвигателей

Асинхронные электрические машины мощностью до 30-50кВт запускаются прямой подачей электроэнергии. С двигателями большой мощности и синхронными машинами дело обстоит сложнее.

Пуск асинхронных двигателей большой мощности

Для запуска таких машин используются разные способы:

  • Включение добавочных сопротивлений в цепь статора. Они ограничивают пусковой ток, а после разгона закорачиваются пускателем.
  • В аппаратах, предназначенных для работы в сети с фазным напряжением 660 вольт обмотки в сети 380 вольт соединены треугольником. На время пуска они переключаются в звезду.
  • В электромашинах с фазным ротором для запуска в цепь ротора включаются добавочные сопротивления. После разгона они закорачиваются.
  • При наличии регулировки скорости, переключением обмоток или изменением частоты, двигатель включается на минимальные обороты. После начала вращения, обороты увеличиваются.

Пуск синхронных электромашин

В отличие от асинхронных машин, пуск которых производится взаимодействием поля статора и обмоток или беличьей клетки ротора, синхронную машину необходимо предварительно разогнать до скорости, близкой к синхронной.

  • С помощью дополнительного асинхронного двигателя. Так запускаются машины с постоянными магнитами в роторе. При достижении скорости, близкой к синхронной, асинхронхронник отключается и подаётся напряжение в статор синхронного двигателя.
  • Асинхронный пуск. В роторе, кроме электромагнита, находится «беличья клетка». С её помощью аппарат разгоняется, после чего в обмотку подаётся постоянное напряжение, и двигатель начинает работать в качестве синхронного.
  • Обмотки ротора закорачиваются напрямую или через добавочное сопротивление. После разгона в них подаётся постоянное напряжение.
  • При помощи ТПЧ (тиристорного преобразователя частоты) частота питающего напряжения и скорость вращения плавно поднимается до номинальной. Этот способ применяется в механизмах с регулировкой скорости.

Особенности и применение разных видов электродвигателей

У каждого типа двигателей есть достоинства и недостатки по сравнению с другими. Это определяет область их применения. Применение разных типов электромашин зависит от их особенностей конструкции и принципа действия.

Достоинства и использование асинхронных электродвигателей

Такие машины имеют достоинства перед синхронными аппаратами:

  • простота конструкции и низкая цена; аппараты с фазным ротором позволяют регулировать скорость вращения и осуществлять плавный пуск без использования преобразователей частоты;
  • большое разнообразие мощностей – от нескольких ватт до десятков киловатт.

Кроме достоинств есть недостатки:

  • падение скорости вращения при росте нагрузки;
  • более низкий КПД и большие габариты, чем у синхронных аппаратов той же мощности;
  • кроме активной, такие аппараты потребляют реактивную (индуктивную) мощность, что ведёт к необходимости устанавливать компенсаторы или дополнительно оплачивать реактивную электроэнергию.

Используются такие машины практически везде, где необходимо приведение в движение механизма и есть трёхфазное напряжение 380 вольт.

Прежде чем разобраться, в чём их отличие, необходимо выяснить, что такое электродвигатель? Электродвигатель – это электрическая машина, которая приводится в действие от электроэнергии и служит приводом для других механизмов.

Объяснение принципа работы синхронного электродвигателя для «чайников»

С детства мы помним, что два магнита, если их приблизить друг к другу, в одном случае притягиваются, а в другом отталкиваются. Происходит это, в зависимости от того, что какими сторонами магнитов мы их соединяем, разноимённые полюса притягиваются, а одноимённые отталкиваются. Это – постоянные магниты, у которых магнитное поле присутствует постоянно. Существуют и переменные магниты.

В школьном учебнике по физике есть рисунок, где изображён электромагнит в виде подковы и рамка с полукольцами на концах, которая расположена между его полюсами.

При расположении рамки в горизонтальном положении в пространстве между полюсами магнитов, из-за того, что магнит притягивает разноимённые полюса и отталкивает одноимённые, на рамку подаётся ток, одинакового знака. Вокруг рамки появляется электромагнитное поле (вот пример переменного магнита!), полюса магнитов притягивают рамку, и она поворачивается в вертикальное положение. При достижении вертикали, на рамку подаётся ток противоположного знака, электромагнитное поле рамки меняет полюсность, и полюса постоянного магнита начинают отталкивать рамку, вращая её до горизонтального положения, после чего цикл вращения повторяется.

В этом заключается принцип работы электродвигателя. Причём, примитивного синхронного электродвигателя!

Ротор синхронного электродвигателя будет вращаться с такой же частотой, с какой меняется ток, подаваемый на клеммы обмотки, т.е. синхронно. Отсюда название этого электродвигателя.

Объяснение принципа работы асинхронного электродвигателя для «чайников»

Вспоминаем описание рисунка в предыдущем примере. Та же рамка, расположенная между полюсами подковообразного магнита, только её концы не имеют полуколец, они соединены между собой.

Теперь начинаем вращать вокруг рамки подковообразный магнит. Вращаем его медленно и наблюдаем за поведением рамки. До некоторых пор рамка остаётся неподвижной, а потом, при повороте магнита на определённый угол, рамка начинает вращение вслед за магнитом. Вращение рамки запаздывает по сравнению со скоростью вращения магнита, т.е. она вращается не синхронно с ним – асинхронно. Вот и получается, что это примитивный асинхронный электродвигатель.

Читать еще:  Хорошее масло в двигатель приоры 16 клапанный

Вообще-то роль магнитов в настоящем асинхронном двигателе служат обмотки, расположенные в пазах статора, на которые подаётся ток. А роль рамки, выполняет ротор, в пазы которого вставлены металлические пластины, соединённые между собой на коротко. Поэтому такой ротор называется короткозамкнутым.

В чём же отличия синхронного и асинхронного электродвигателей?

Если поставить рядом два современных электродвигателя одного и другого типа, то по внешним признакам их отличить трудно даже специалисту.

По существу, их главное отличие рассмотрено в приведённых примерах принципов работы этих электродвигателей. Они отличаются по конструкции роторов. Ротор синхронного электродвигателя состоит из обмоток, а ротор асинхронного представляет собой набор пластин.

Статоры одного и другого электродвигателей почти неотличимы и представляют собой набор обмоток, однако, статор синхронного электродвигателя может быть набран из постоянных магнитов.

Обороты синхронного двигателя соответствуют частоте подаваемого на него тока, а обороты асинхронного несколько отстают от частоты тока.

Отличаются они и по сферам применения. Например, синхронные электродвигатели ставят для привода оборудования, которое работает с постоянной скоростью вращения (насосы, компрессоры и т.д.) не снижая её с увеличением нагрузки. А вот асинхронные электродвигатели снижают частоту вращения при увеличении нагрузки.

Синхронные электродвигатели конструктивно сложней, а значит, и дороже асинхронных электродвигателей.

Двигатель является устройством, преобразующим энергию в механический тип работы. Только зная функции и технические характеристики мотора, можно правильно резюмировать, чем отличается синхронный двигатель от асинхронного вида устройства.

Принцип работы синхронных и асинхронных моторов

Функционирование синхронных электродвигателей базируется на взаимодействии полюсов статора и индуктора. В пусковой момент происходит ускорение мотора до показателей вращательной скорости магнитного потока. В таких условиях устройство действует в синхронном режиме, а магнитными полями образуется особое пересечение, в результате чего происходит синхронизация.

Синхронный двигатель в разрезе

Асинхронные моторы имеют частоту роторного вращения, отличную от частоты, с которой вращается магнитное поле, создаваемое в результате действия питающего напряжения. Такие двигатели не обладают автоматической регулировкой токового возбуждения.

Асинхронный двигатель в разрезе

Основные отличия

Наличие обмоток на якоре является одним из основных отличий между двумя типами двигателей

Несмотря на внешнее сходство, асинхронные двигатели и устройства синхронного типа имеют несколько принципиальных отличий:

  • ротор асинхронных моторов не нуждается в токовом питании, а индукция полюсов зависит от магнитного поля статора;
  • ротор в синхронном двигателе обладает обмоткой возбуждения в условиях независимого питания;
  • обороты в асинхронном моторе под нагрузкой отстают по величине скольжения от вращений магнитного поля внутри статора;
  • обороты в синхронных двигателях соответствуют частоте «оборотов» магнитного поля в статоре и постоянны в условиях разных нагрузок.

Статоры в двигателях асинхронного и синхронного типа характеризуются одинаковым устройством и создают вращающееся магнитное поле.

Синхронные двигатели способны работать с одновременным совмещением функций мотора и генератора.

Такие устройства относятся к категории современных двигателей, обладающих высоким КПД и постоянной частотой вращения. Асинхронные моторы сложнее регулировать, а их коэффициент полезного действия недостаточно высокий. Тем не менее, второй вариант более доступен по цене.

Чем отличается синхронный двигатель от асинхронного

Прежде чем разобраться, в чём их отличие, необходимо выяснить, что такое электродвигатель? Электродвигатель – это электрическая машина, которая приводится в действие от электроэнергии и служит приводом для других механизмов.

Объяснение принципа работы синхронного электродвигателя для «чайников»

С детства мы помним, что два магнита, если их приблизить друг к другу, в одном случае притягиваются, а в другом отталкиваются. Происходит это, в зависимости от того, что какими сторонами магнитов мы их соединяем, разноимённые полюса притягиваются, а одноимённые отталкиваются. Это – постоянные магниты, у которых магнитное поле присутствует постоянно. Существуют и переменные магниты.

В школьном учебнике по физике есть рисунок, где изображён электромагнит в виде подковы и рамка с полукольцами на концах, которая расположена между его полюсами.

При расположении рамки в горизонтальном положении в пространстве между полюсами магнитов, из-за того, что магнит притягивает разноимённые полюса и отталкивает одноимённые, на рамку подаётся ток, одинакового знака. Вокруг рамки появляется электромагнитное поле (вот пример переменного магнита!), полюса магнитов притягивают рамку, и она поворачивается в вертикальное положение. При достижении вертикали, на рамку подаётся ток противоположного знака, электромагнитное поле рамки меняет полюсность, и полюса постоянного магнита начинают отталкивать рамку, вращая её до горизонтального положения, после чего цикл вращения повторяется.

В этом заключается принцип работы электродвигателя. Причём, примитивного синхронного электродвигателя!

Ротор синхронного электродвигателя будет вращаться с такой же частотой, с какой меняется ток, подаваемый на клеммы обмотки, т.е. синхронно. Отсюда название этого электродвигателя.

Объяснение принципа работы асинхронного электродвигателя для «чайников»

Вспоминаем описание рисунка в предыдущем примере. Та же рамка, расположенная между полюсами подковообразного магнита, только её концы не имеют полуколец, они соединены между собой.

Теперь начинаем вращать вокруг рамки подковообразный магнит. Вращаем его медленно и наблюдаем за поведением рамки. До некоторых пор рамка остаётся неподвижной, а потом, при повороте магнита на определённый угол, рамка начинает вращение вслед за магнитом. Вращение рамки запаздывает по сравнению со скоростью вращения магнита, т.е. она вращается не синхронно с ним – асинхронно. Вот и получается, что это примитивный асинхронный электродвигатель.

Вообще-то роль магнитов в настоящем асинхронном двигателе служат обмотки, расположенные в пазах статора, на которые подаётся ток. А роль рамки, выполняет ротор, в пазы которого вставлены металлические пластины, соединённые между собой на коротко. Поэтому такой ротор называется короткозамкнутым.

В чём же отличия синхронного и асинхронного электродвигателей?

Если поставить рядом два современных электродвигателя одного и другого типа, то по внешним признакам их отличить трудно даже специалисту.

По существу, их главное отличие рассмотрено в приведённых примерах принципов работы этих электродвигателей. Они отличаются по конструкции роторов. Ротор синхронного электродвигателя состоит из обмоток, а ротор асинхронного представляет собой набор пластин.

Статоры одного и другого электродвигателей почти неотличимы и представляют собой набор обмоток, однако, статор синхронного электродвигателя может быть набран из постоянных магнитов.

Обороты синхронного двигателя соответствуют частоте подаваемого на него тока, а обороты асинхронного несколько отстают от частоты тока.

Отличаются они и по сферам применения. Например, синхронные электродвигатели ставят для привода оборудования, которое работает с постоянной скоростью вращения (насосы, компрессоры и т.д.) не снижая её с увеличением нагрузки. А вот асинхронные электродвигатели снижают частоту вращения при увеличении нагрузки.

Синхронные электродвигатели конструктивно сложней, а значит, и дороже асинхронных электродвигателей.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector