Hvordan adskiller induktionsmotorer sig fra synkronmotorer?

I denne artikel vil vi se på de vigtigste forskelle mellem synkrone elektriske motorer og induktionsmotorer, så enhver, der læser disse linjer, klart kan forstå disse forskelle.

Asynkrone motorer er mere udbredt i dag, men i nogle situationer er synkronmotorer mere egnede, mere effektive til at løse specifikke industrielle og produktionsproblemer, dette vil blive diskuteret nedenfor.

Lad os først huske, hvad en elektrisk motor er. Elektrisk motor kaldes en elektrisk maskine, designet til at omdanne elektrisk energi til mekanisk rotationsenergi af rotoren og tjener som drivkraft for en eller anden mekanisme, for eksempel til at drive en kran eller en pumpe.

Tilbage i skolen blev alle fortalt og vist, hvordan to magneter afviser fra polerne af samme navn, og fra de modsatte poler - de tiltrækker. det permanente magneter… Men der er også variable magneter. Alle husker en tegning med en ledende ramme placeret mellem polerne på en permanent magnet i form af en hestesko.

En vandret placeret ramme, hvis en jævnstrøm løber gennem den, bliver magnetfeltet af en permanent magnet under påvirkning af et par kræfter (Ampere styrke) indtil en opretstående ligevægt er nået.

Hvis der så ledes en jævnstrøm gennem rammen i den modsatte retning, vil rammen rotere yderligere. Som et resultat af en sådan vekslende forsyning af rammen med jævnstrøm i den ene eller anden retning opnås en kontinuerlig rotation af rammen. Rammen her er en analog af en variabel magnet.

Ovenstående eksempel med en roterende ramme i sin enkleste form demonstrerer princippet om drift af en synkron elektrisk motor. Hver rotorsynkronmotor har feltviklinger, der forsynes med jævnstrøm, der danner rotorens magnetfelt. Statoren af ​​en synkron elektrisk motor indeholder en statorvikling, der danner statormagnetfeltet.

Når der tilføres vekselstrøm til statorviklingen, vil rotoren rotere med en frekvens svarende til frekvensen af ​​strømmen i statorviklingen. Rotorens hastighed vil være synkron med frekvensen af ​​statorviklingsstrømmen, hvorfor sådan en elektrisk motor kaldes synkron. Rotorens magnetfelt genereres af strømmen, ikke induceret af statorfeltet, så synkronmotoren er i stand til at opretholde synkron nominel hastighed uanset belastningseffekten, naturligvis inden for rimelige grænser.

En induktionsmotor adskiller sig til gengæld fra en synkronmotor. Hvis vi genkalder billedet i rammen, og rammen simpelthen er kortsluttet, så når magneten roterer rundt om rammen, vil strømmen induceret i rammen skabe et magnetfelt på rammen, og rammen vil forsøge at indhente magnet.

Rammens hastighed under mekanisk belastning vil altid være mindre end magnetens hastighed, og derfor vil frekvensen ikke være synkron. Dette enkle eksempel viser, hvordan en induktionsmotor fungerer.

I en asynkron elektrisk motor er det roterende magnetfelt dannet af en vekselstrøm af statorviklingen placeret i dens kanaler. Rotoren på en typisk induktionsmotor har ikke viklinger som sådan, i stedet har den kortsluttede stænger (egernrotor), sådan en rotor kaldes en egernrotor. Der findes også faserotorinduktionsmotorer, hvor rotoren indeholder viklinger, hvor modstanden og strømmen kan styres af en reostat.

Så hvad er den største forskel mellem induktionsmotor og synkronmotor? Udadtil ligner de hinanden, nogle gange vil selv en specialist ikke skelne en synkron elektrisk motor fra en asynkron ved eksterne egenskaber. Den største forskel ligger i rotorernes design. Rotoren på induktionsmotoren forsynes ikke med strøm, og polerne på den induceres af statorens magnetfelt.

Rotoren på en synkronmotor har en uafhængigt drevet feltvikling. Statorerne i en synkron og asynkron motor er arrangeret på samme måde, funktionen er i hvert tilfælde den samme - at skabe et roterende magnetfelt på statoren.

Hastigheden af ​​en induktionsmotor under belastning halter altid bagud rotationen af ​​statormagnetfeltet med mængden af ​​slip, mens hastigheden af ​​synkronmotoren er lig i frekvens med "omdrejningen" af statormagnetfeltet, derfor, hvis hastighed skal være konstant under forskellige belastninger , det foretrækkes at vælge en synkronmotor, f.eks. i Guillotinesaksdrevet er bedst egnet til sin opgave af en kraftig synkronmotor.

Anvendelsesområdet for asynkronmotorer er i dag meget bredt. Det er alle slags maskiner, transportører, ventilatorer, pumper - alt det udstyr, hvor belastningen er relativt stabil, eller reduktionen i belastningshastigheden ikke er kritisk for arbejdsprocessen.

Nogle kompressorer og pumper kræver konstant hastighed ved enhver belastning; synkrone motorer er installeret på sådant udstyr.

Synkronmotorer er dyrere at fremstille end asynkronmotorer, så hvis der er et valg, og en lille reduktion i hastigheden under belastning ikke er kritisk, anskaffer de sig en asynkronmotor.

Synkrone elektriske motorer er meget udbredt i elektriske drev, der ikke kræver hastighedskontrol. Sammenlignet med asynkronmotorer har de en række fordele:

• højere effektivitet;

• muligheden for at producere motorer med lav rotationshastighed, hvilket gør det muligt at opgive mellemgear mellem motoren og arbejdsmaskinen;

• motorhastigheden afhænger ikke af dens akselbelastning;

• muligheden for at bruge reaktiv effekt som kompenserende enheder.

Synkrone elektriske motorer kan være forbrugere og generatorer reaktiv effekt... Arten og værdien af ​​den reaktive effekt af en synkronmotor afhænger af størrelsen af ​​strømmen i feltviklingen. Afhængigheden af ​​strømmen i viklingen, der leverer spænding til det elektriske netværk, af excitationsstrømmen kaldes den U-formede karakteristik af en synkronmotor. Ved 100 % motorakselbelastning er dens cosinus phi er lig med 1. I dette tilfælde forbruger elmotoren ikke reaktiv effekt fra det elektriske netværk. I dette tilfælde har strømmen i statorviklingen en minimumsværdi.