В чем разница синхронного и асинхронного двигателя: Отличие синхронного от асинхронного двигателя

Содержание

Разница между синхронным и асинхронным двигателем

Разница между синхронным и асинхронным двигателем объясняется с учетом таких факторов, как его тип, скольжение, потребность в дополнительном источнике питания, требование к контактному кольцу и щеткам, их стоимость, эффективность, коэффициент мощности, токоподвод, скорость, самозапуск, влияние на крутящий момент, поскольку изменения напряжения, их рабочей скорости и различных применений синхронного и асинхронного двигателя. Советуем вам сайт компании zemchic.ru, перейдя по ссылке далее https://zemchic.ru/item/instrument_obmotchika_remontnika вы сможете купить инструменты обмотчика-ремонтника по выгодной цене!

Различия между синхронным и асинхронным двигателем описаны ниже в табличной форме.

ОСНОВАСИНХРОННЫЙ МОТОРАСИНХРОННЫЙ МОТОР
ОпределениеСинхронный двигатель — это машина, скорость вращения которой и скорость магнитного поля статора равны.
 
N = NS = 120f / P
Асинхронный двигатель — это машина, ротор которой вращается со скоростью, меньшей синхронной. 
N <NS
ТипБесщеточный двигатель, двигатель с переменным сопротивлением, двигатель с переключаемым сопротивлением и двигатель с гистерезисом являются синхронными двигателями.Асинхронный двигатель переменного тока известен как асинхронный двигатель.
слипНе имеет скольжения.Значение скольжения равно нулю.Имейте скольжение, поэтому значение скольжения не равно нулю.
Дополнительный источник питанияТребуется дополнительный источник питания постоянного тока для первоначального вращения ротора вблизи синхронной скорости.Не требует никакого дополнительного исходного источника.
Кольцо скольжения и щеткиТребуется скользящее кольцо и щеткиКольцо скольжения и щетки не требуются.
СтоимостьСинхронный двигатель является дорогостоящим по сравнению с асинхронным двигателемДешевле
КПДКПД выше, чем у асинхронного двигателя.
Менее эффективны
Фактор силыИзменяя возбуждение, коэффициент мощности можно соответственно отрегулировать как отставание, опережение или единица.Асинхронный двигатель работает только с запаздывающим коэффициентом мощности.
Ток питанияТок подается на ротор синхронного двигателяРотор асинхронного двигателя не требует тока.
скоростьСкорость двигателя не зависит от изменения нагрузки. Это постоянно.Скорость асинхронного двигателя уменьшается с увеличением нагрузки.
Самостоятельный запускСинхронный двигатель не запускается самостоятельноЭто само начало
Влияние крутящего моментаИзменение приложенного напряжения не влияет на крутящий момент синхронного двигателяИзменение приложенного напряжения влияет на крутящий момент асинхронного двигателя
Рабочая скоростьОни работают плавно и относительно хорошо на низкой скорости, которая ниже 300 об / мин.
Выше 600 об / мин скорость работы двигателя превосходна.
ПриложенияСинхронные двигатели используются на электростанциях, в обрабатывающей промышленности и т. Д., А также в качестве регулятора напряжения.Используется в центробежных насосах и вентиляторах, воздуходувках, бумажных и текстильных фабриках, компрессорах и подъемниках. так далее

Синхронный двигатель — это двигатель, который работает с синхронной скоростью, то есть скорость вращения ротора равна частоте вращения статора двигателя. Это следует соотношению N = N S = 120f / P, где N — скорость ротора, а Ns — синхронная скорость.

Асинхронный двигатель — это асинхронный двигатель переменного тока. Ротор асинхронного двигателя вращается со скоростью меньше, чем синхронная скорость, т.е. N <N S

Подробное объяснение разницы между синхронным и асинхронным двигателем приведено ниже.

  • Синхронный двигатель — это машина, скорость вращения которой и скорость магнитного поля статора равны.
     Асинхронный двигатель — это машина, ротор которой вращается со скоростью, меньшей синхронной.
  • Бесщеточный двигатель, двигатель с переменным сопротивлением, двигатель с переключаемым сопротивлением и двигатель с гистерезисом являются синхронными двигателями. Асинхронный двигатель переменного тока известен как асинхронный двигатель.
  • Синхронный двигатель не имеет скольжения. Значение скольжения равно нулю. Асинхронный двигатель имеет проскальзывание, поэтому величина проскальзывания не равна нулю.
  • Синхронный двигатель требует дополнительного источника питания постоянного тока, чтобы первоначально вращать ротор близко к синхронной скорости. Асинхронный двигатель не требует дополнительного источника запуска.
  • Кольцо скольжения и щетки требуются в синхронном двигателе, тогда как асинхронный двигатель не требует кольца скольжения и щеток. Только для асинхронного двигателя намоточного типа требуются контактное кольцо и щетки.
  • Синхронный двигатель является дорогостоящим по сравнению с асинхронным двигателем.
  • КПД синхронного двигателя выше, чем асинхронного двигателя.
  • Изменяя возбуждение, коэффициент мощности Синхронного двигателя можно соответствующим образом отрегулировать как отстающий, опережающий или единичный, тогда как асинхронный двигатель работает только с запаздывающим коэффициентом мощности.
  • Ток подается на ротор синхронного двигателя. Ротор асинхронного двигателя не требует тока.
  • Скорость Синхронного двигателя не зависит от изменения нагрузки. Это постоянно. Скорость асинхронного двигателя уменьшается с увеличением нагрузки.
  • Синхронный двигатель не запускается самостоятельно, тогда как асинхронный запускается самостоятельно.
  • Изменение приложенного напряжения не влияет на крутящий момент синхронного двигателя, тогда как оно влияет на крутящий момент асинхронного двигателя.
  • Синхронный двигатель работает плавно и относительно хорошо на низкой скорости, которая ниже 300 об / мин, тогда как скорость выше 600 об / мин. Асинхронный двигатель работает превосходно.
     Асинхронные двигатели используются в центробежных насосах и вентиляторах, воздуходувках, бумажных и текстильных фабриках, компрессорах и подъемниках. так далее
  • Различные применения Синхронного двигателя заключаются в том, что он используется на электростанциях, в обрабатывающей промышленности и т. Д. Он также используется в качестве регулятора напряжения.
Предыдущая статьяЛандшафтный дизайн по доступным ценам предлагает компания «ТОПИАР»Следующая статьяПастеризованное и гомогенизированное молоко: в чем разница?

Синхронный и асинхронный двигатель: отличия, принцип работы


Что представляет собой синхронный двигатель?

К синхронным принято относить электродвигатели, которые функционируют на переменном токе и имеют ротор с частотой вращения, совпадающей с частотой оборотов магнитного поля в конструкции агрегата.

Ключевые элементы синхронного электродвигателя:

  1. якорь;
  2. индуктор.

Первый элемент агрегата располагается на статоре. Индуктор размещается на роторе, который отделен от статора воздушной прослойкой. Структура якоря представлена обмоткой (одной или несколькими). Токи, которые подаются в соответствующий элемент двигателя, формируют магнитное поле, вращающееся с заданной частотой и взаимодействующее с полем индуктора. Индуктор включает 2 полюса — в виде постоянных магнитов.

Синхронный агрегат может функционировать в двух режимах:

  • как собственно электродвигатель;
  • как генератор.

Первый режим работы предполагает взаимодействие магнитного поля, формирующегося на якоре, и поля, которое образуется на полюсах индуктора. Синхронный двигатель в режиме генератора функционирует за счет электромагнитной индукции: в процессе вращения ротора магнитное поле, которое формируется на обмотке, по очереди взаимодействует с фазами обмотки на статоре, вследствие чего образуется электродвижущая сила.

Применение синхронных двигателей:

  • Эти двигатели используются как первичные двигатели (приводы) для центробежных насосов, поршневых компрессоров с ременным приводом, воздуходувок, бумажных фабрик, резиновых фабрик и т.
    д
    . Из-за их высокой эффективности и высоких скоростей (об / мин выше 600).
  • Низкоскоростные синхронные двигатели (об / мин ниже 600) широко используются для привода многих поршневых насосов. Таких как винтовые и шестеренные насосы, вакуумные насосы, дробилки, машины для прокатки алюминиевой фольги.
  • Эти моторы также широко используются на борту судов. Навигационное оборудование корабля, такое как гирокомпас, использует специальный тип синхронного двигателя. Они также используются в качестве первичных двигателей для Viscometer. Это устройства для измерения / регулирования вязкости мазута главного двигателя.
  • Большинство фабрик и производств используют бесконечное количество индуктивных нагрузок. Они могут варьироваться от ламповых ламп до мощных асинхронных двигателей. Таким образом, эти индуктивные нагрузки имеют значительный коэффициент мощности отставания. Синхронный двигатель с избыточным возбуждением (синхронный конденсатор), имеющий ведущий коэффициент мощности, используется для улучшения коэффициента мощности этих систем питания
    .
  • Эти двигатели также используются для регулирования напряжения, когда происходит сильное падение / повышение напряжения. Так же когда тяжелая индуктивная нагрузка включается / выключается в конце длинных линий электропередачи.
  • Синхронные двигатели могут работать на сверхнизких скоростях с помощью мощных электронных преобразователей, которые генерируют очень низкие частоты. Примерами этих двигателей являются диапазоны мощностью 10 МВт, используемые для привода дробилок, вращающихся печей и шаровых мельниц с регулируемой скоростью.

Что представляет собой асинхронный электродвигатель?

К асинхронным принято относить электродвигатели, в которых частота вращения одного из ключевых элементов — ротора — не совпадает с частотой оборотов магнитного поля, формирующегося током, который возникает на обмотке статора. Асинхронные агрегаты иногда именуются индукционными. Это обусловлено тем, что в обмотке ротора осуществляется индуцирование тока при воздействии магнитного поля статора.

В конструкции асинхронного электродвигателя присутствуют статор и ротор, которые разделены воздушной прослойкой. Основные активные элементы агрегата:

  • обмотка;
  • магнитопровод.

Важную роль в функционировании асинхронного двигателя играют дополнительные конструктивные элементы, которые обеспечивают прочность, охлаждение и устойчивость работы агрегата.

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!

Итак, примитивный синхронный электродвигатель работает, когда на рамку подаётся ток. У настоящего синхронного электродвигателя, роль рамки выполняет ротор с катушками проводов, называемых обмотками, на которые подаётся ток (они служат источниками электромагнитного поля). А роль подковообразного магнита выполняет статор, изготовленный либо из набора постоянных магнитов, либо тоже из катушек проводов (обмоток), которые, при подаче тока являются также источниками электромагнитного поля.

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

Сравнение

Главное отличие синхронного двигателя от асинхронного заключается в соотношении величины частот вращения ротора и магнитного поля. В агрегате первого типа оба показателя одинаковые. В асинхронной машине — разные.

Можно отметить, что электродвигатели второго типа в целом более распространены, чем первые. При этом асинхронные агрегаты чаще всего представлены в разновидности, в которой инсталлирован короткозамкнутый ротор. Данные устройства имеют ряд важнейших преимуществ перед электродвигателями иных категорий. А именно:

  1. простота конструкции, надежность;
  2. относительно невысокая себестоимость производства, эксплуатации;
  3. способность функционирования при задействовании имеющихся ресурсов сети без подключения преобразователей.

Вместе с тем асинхронные машины с короткозамкнутым ротором обладают и рядом недостатков. А именно:

  • наличие малого пускового момента;
  • наличие большого пускового тока;
  • пониженный коэффициент мощности;
  • низкая управляемость с точки зрения регулирования скорости;
  • зависимость максимальной скорости от частоты электрической сети;
  • электромагнитный момент в асинхронных двигателях рассматриваемого типа характеризуется сильной чувствительностью к снижению напряжения в сети.

В свою очередь, у синхронных агрегатов также есть неоспоримые достоинства. К таковым можно отнести:

  • относительно невысокую чувствительность к перепадам напряжения в сети;
  • стабильность вращения вне зависимости от нагрузки на ротор.

Есть у синхронных двигателей и недостатки:

  • относительная сложность конструкции;
  • сложность запуска ротора в ход.

Отмеченные особенности работы синхронных и асинхронных агрегатов делают оптимальным использование первых в случае, если требуемая мощность двигателя в системе (например, как части инфраструктуры фабричной линии) должна составлять порядка 100 кВт и более. В остальных случаях задействование асинхронных машин, как правило, становится более предпочтительным.

Рассмотрев, в чем разница между синхронным и асинхронным двигателем, отразим выводы в таблице.

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.

Номинальная величи

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

Эти двигатели устроены сложнее и дороже асинхронных машин. Их достоинство в постоянной скорости вращения, не меняющейся при нагрузке.
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.

Таблица

Синхронный двигательАсинхронный двигатель
Вращение ротора и магнитного поля в синхронных двигателях осуществляется с одинаковой частотойВращение ротора и магнитного поля в асинхронных агрегатах осуществляется с разной частотой
Имеет часто более сложную конструкциюОбычно имеет менее сложную конструкцию
Оптимален при необходимой мощности в 100 кВт и вышеОптимален при необходимой мощности менее 100 кВт

Особенности коллекторного устройства

Двигатели такого типа относятся к механизмам постоянного тока. Поэтому они встречаются в большинстве случаев в бытовых приборах, таких как стиральные машины. Устройство и принцип работы коллекторного мотора можно описать несколькими пунктами:

  1. Движущей частью двигателя является якорь, который состоит из множества пластинок. Он окружен специальными магнитами. Ток подается на двигатель с помощью щеток.
  2. Чтобы ротор постоянно вращался, нужно периодически менять направление тока. Поэтому щетки подключаются к пластинам, которые разделены между собой. Количество сегментов зависит от числа движущихся рамок.

Благодаря такой конструкции двигатель и называют коллекторным. Недостатком конструкции можно считать наличие щеток, которые со временем могут повреждаться или стираться.

Асинхронный и синхронный электродвигатели в автомобиле

 

Электродвигатели, работающие на том же законе, что и электромеханический преобразователь Якоби, тем не менее существенно от него отличаются. Электродвигатели разных типов обладают отличительными свойствами, которые обуславливают их область применения, в которой они наиболее полезны. Электрические двигатели становятся мощнее и компактнее, к тому же, их КПД значительно вырос. Так коэффициент полезного действия современного тягового электродвигателя может составлять 85-95 % в то время как максимальный КПД двигателя внутреннего сгорания без вспомогательных систем едва дотягивает 45 %. Вот о том, какими бывают асинхронный и синхронный электродвигатели в автомобиле, мы и поговорим в этой статье.

 

Содержание

 

Асинхронный электродвигатель

 

Асинхронный электродвигатель — основной привод, используемый в промышленности. К примеру, в автомобилестроении он исполь­зуется в электроусилителях рулевого управ­ления и в гибридных автомобилях. В следую­щем разделе представлена концепция работы асинхронного двигателя как индукционной машины. Приведен также энергетический анализ асинхронного двигателя в силу его явного преобладания среди приводов.

 

Устройство асинхронного электродвигателя

 

Различают двигатели с внешним ротором и внутренним ротором. У двигателей с внеш­ним ротором статор находится внутри ро­тора, у двигателей с внутренним ротором наоборот — ротор находится внутри статора. На принципиальной схеме (рис. «Принцип работы асинхронного двигателя» ) показана принципиальная схема асинхронного двига­теля с внутренним ротором.

 

 

Ротор состоит из короткозамкнутого кар­каса с пакетом пластин (рис. «Короткозамкнутая клетка асинхронного электродвигателя» ), в качестве примера с четырьмя короткозамкнутыми стержнями). Пакет пластин полностью за­полняет пространство короткозамкнутого каркаса (на рис. не показано). Он состоит из отдельных стальных листов, изолированных друг от друга, чтобы свести к минимуму по­тери вихревых токов.

 

Рабочие характеристики асинхронного электродвигателя

 

Обмотка статора создает вращающееся поле с трехфазным переменным током. Между скоростью вращающегося поля и скоростью ротора возникает разница, создающая индук­цию магнитно-эффективного тока в роторе, которая в свою очередь способствует созда­нию крутящего момента.

Физический принцип работы основан на законе магнитной индукции. На рис. «Двухполосный короткозамкнутый ротор» изо­бражен ротор в виде упрощенного проводя­щего контура на вращающихся креплениях. Относительное перемещение между стато­ром и ротором описывает угловая частота (os. Магнитное поле ВЕ с угловой частотой, окру­жающее контур ротора, наводит напряжение в короткозамкнутом роторе в соответствии со вторым уравнением Максвелла:

ΦEds = -d/dt∫∫BEdA   (уравнение 12)

На основании этого уравнения и конструк­тивных переменных двигателя (см. рис. 13) получаем:

2E (l+2r) п = 2lr·ВЕ·ω sin(ωt) (уравнение 13)

где:

Е = I · Аnom/к  (к — удельная электро­проводность), напряжение создает магнитно­эффективную мощность

i = (к·Аnomlr·ωs/(l+r))·sin(ωst)   (уравнение 14)

в проводящем контуре, магнитное поле ко­торого

Hind = i·N/lFe

и плотность потока (магнитная индукция)

Bind = μ·Hind

ослабляет исходное вращающееся поле ВЕ (индуктивное сопротивление). Нижеследую­щее уравнение применимо для получения результирующей магнитной индукции:

BR= BE-Bind

В уравнении Максвелла (уравнение 13) вме­сто ВЕ остается результирующая магнитная индукция BR. На проводящий контур воздей­ствует тангенциальная сила Ft:

Ft = i l BR sin(ωst)   (уравнение 15)

(сила Лоренца). Она используется для вычис­ления крутящего момента. Для уравнений 14 и 15 справедливо следующее:

M=2 Ft r = (2 k·Anom ωs/(l+r))·(lr·BR sin(ωst))2

На рис. «Распределение крутящего момента асинхронного двигателя» показаны две характеристические кривые. Одна из них отображает крутящий момент под влиянием индуктивного сопротивления. На него может повлиять геометрия вала ротора и выбор материалов. Другая кривая отображает крутящий момент без влияния индуктивного сопротивления. Это ограниченный случай для технической реа­лизации.

При увеличении угловой частоты индук­тивное сопротивление сначала приводит к увеличению крутящего момента вплоть до достижения переломного момента. Это максимально возможный крутящий момент двигателя. Впоследствии он падает из-за увеличивающегося влияния индуктивного сопротивления. Рассеяние мощности Рv, воз­никающее в проводящем контуре, вычисля­ется на основе сопротивления проводящего контура Rs и тока, наведенного в контуре is:

Pv = Rs— is2

Таким образом, рассеяние мощности растет пропорционально квадрату наведенного тока.

 

Классы эффективности двигателей

 

СЕМЕР Европейский Комитет изготовителей электродвигателей и силовой электроники) ввел классификацию эффективности на базе трех классов (EFF1, EFF2 и EFF3). Классы эф­фективности применяются к трехфазным асинхронным двигателям с двумя и четырьмя полюсами, а также с выходной мощностью от 1,1 до 90 кВт (рис. «Эффективность и выходная мощность» ).

 

 

Синхронный электродвигатель

 

Синхронные электродвигатели используются, в основном, в качестве генераторов пере­менного тока с клювообразными полюсами. В качестве электродвигателей они использу­ются, например, в электроусилителях руля, в электроприводах гибридных автомобилей и в электроприводах турбонагнетателей.

 

Устройство синхронного электродвигателя

 

В отличие от асинхронного двигателя, в син­хронном ротор вращается синхронно с по­лем возбуждения с угловой скоростью ωΦS. Магнитный поток ФR, создаваемый обмот­кой ротора, и магнитный поток статора ФS накладываются друг на друга относительно результирующего магнитного потока ФRS (рис. «Базовая конструкция синхронного двигателя» ):

ФRS = Ф+ ФS

Поскольку ротор и статор работают на­много ниже уровня магнитного насыщения (μr—> ∞), воздушный зазор δ между ротором и статором, а также угол а определяют сопро­тивление магнитной цепи Rm.

Rm = 2δ/μ0 Ar = 2d/μ0 Ar cos(уравнение 16).

Коэффициент 2 используется потому, что между ротором и статором имеются два за­зора. Если электродвигатель выдает крутя­щий момент, то ротор вращается с углом а из положения холостого хода (рис. «Силы на роторе» ).

Результирующий магнитный поток ФRS рассчитывается по формуле:

ФRS = Θer/Rm + ФS

При Rm из уравнения 16 имеем:

ФRS = (Θer μ0 Ar cosa + 2d·ФS) /2d

При Θer = NIer получаем:

 ФRS = N Ier μ0 Ar cosa+2d ФS /2d   (Уравнение 17).

Θer — это магнитное «захлебывание» ротора, а Iеr— ток возбуждения, подаваемый на ро­тор через контактные кольца. Влияющая на крутящий момент тангенциальная сила Ft вычисляется по формуле полюсной силы Максвелла:

Ft = (ФRS20 Ar) sin а      (уравнение 18)

Тангенциальная сила используется для вычисления крутящего момента двига­теля МM:

MM = 2Ft r            (уравнение 19).

Уравнение 17 вставляется в уравнение 18 и результат в уравнении 19 дает следующую зависимость:

Мм=-(r sin а/μ0 Ar d2[(N Ier μ0 Ar cosa)2+4 N Ier μ0 Ar d Фcosa + 4 d2 ФS2]

Первый член зависит только от тока воз­буждения Ier и соответствует моменту от зубцовых гармонических помех поля. Второй член создает момент двигателя в решающей степени. Здесь можно увидеть линейную за­висимость «захлебывания» ротора Θ = IerN и магнитного потока статора Фs. Третий член также создает крутящий момент и зависит лишь от магнитного потока статора.

Рост внешнего нагружающего момента приводит к увеличению угла нагрузки а и, стало быть, к изменению момента двига­теля Мм (рис. «Кривая момента и угла отклонения» ). Максимальный создавае­мый двигателем момент обозначается как Мк в положении ак. При превышении ак электро­двигатель «буксует».

 

 

Рабочие характеристики синхронного электродвигателя

 

Схема синхронного двигателя может быть выполнена в виде однофазной эквивалент­ной электрической схемы, где источником напряжения считается напряжение, инду­цируемое ротором в статоре (напряжение на полюсном колесе Up, а остаточные ин­дуктивные сопротивления складываются, образуя синхронное сопротивление ХS (рис. «Однофазная эквивалентная электрическая схема синхронного электродвигателя» ). Напряжение сверх синхронного сопро­тивления обозначается как Us, а напряжение на клеммах — U0. Направление тока указыва­ется в соответствии с системой стрелок для устройств-потребителей. В то время как при работе двигателя ток течет к потребителям, при работе генератора он течет от генератора. Составив сеточное уравнение, получаем ток I

I = U0 — Up / Х(уравнение 20).

На напряжение на полюсном колесе влияет ток возбуждения. Формулы выводятся ниже. Имеем:

U= d Ф/ dt

При косинусоидальном магнитном потоке ФR и

Ф= B AS

включая его временное дифференцирова­ние, получаем:

Up R ωФS sin(ωФS t)

=BR AS ωФS sin(ωФS t)

=μ HR AωФS sin(ωФS t)

Интенсивность создаваемого в роторе маг­нитного поля описывается законом Ампера. Напряжение на полюсном колесе:

UP = μ(ΘR/2δ) AωФS sin(ωФS t)

=Ier(μ N/2δ)AωФS sin(ωФS t)

= usin(ωФS t)

в этом случае будет линейно зависимым от тока возбуждения Ier . Временно изменяемое напряжение на полюсном колесе преобразуется в эффективное по формуле:

UP = up/√2

На базе сеточного уравнения (уравнение 20) можно вывести три рабочих со ия син­хронного двигателя в зависимости от напря­жения на полюсном колесе (рис. «Рабочее состояние синхронного двигателя» ):

случай 1: UР< U0, недостаточное возбужде­ние, индуктивное поведение;

случай 2: Up = U0, работа вхолостую;

случай 3: Up > U0, избыточное возбуждение, как конденсатор.

Первый случай имеет место, пока UP<U0. Если Iеr = 0, то в качестве наведенного напря­жения принимается лишь самонаводящееся напряжение. Если на ротор подается ток, то действует вызываемая ротором взаимная индукция. Первый случай называется не­достаточным возбуждением. Ток отстает от напряжения на 90° (I,U)< 0). Синхронный двигатель демонстрирует индуктивные ха­рактеристики.

Дальнейшее повышение тока возбуждения приводит к Up = U0. В результате получаем второй случай (работа вхолостую). Ток I1 ста­новится равен нулю, если через синхронное сопротивление больше не подается напря­жение.

Дальнейшее повышение тока возбуждения при UP> U0 приводит к третьему случаю (из­быточное возбуждение).

Все три случая относятся к работе двига­теля и генератора. Для однофазной эквива­лентной электрической схемы напряжение и ток обозначаются стрелками. Кроме того, определяется нагрузочный угол β между на­пряжениями U0 и Us. Для работы двигателя нагрузочный угол β < 0 (рис. а, «Рабочие характеристики синхронного двигателя, работающего в режиме двигателя» ). Треуголь­ник напряжений замыкается напряжением Us.

 

 

Синхронное сопротивление означает, что протекает ток I1 (опережающий на 90° на­пряжение Us. Он разбивается на следующие компоненты: активный ток IW и реактивный ток Iв (рис. а, «Рабочие характеристики синхронного двигателя, работающего в режиме двигателя» ).

Если напряжение на полюсном колесе уменьшить так, чтобы стрелка реактивного напряжения Us находилась вертикально на стрелке напряжения на клеммах, то дви­гатель будет лишь потреблять активный ток (рис. ЬРабочие характеристики синхронного двигателя, работающего в режиме двигателя» ).

Дальнейшее снижение напряжения на по­люсном колесе приводит к недостаточному возбуждению. Ток I1 отстает от напряжения Us на 90°, что равноценно индуктивным ха­рактеристикам двигателя (рис. с, «Рабочие характеристики синхронного двигателя, работающего в режиме двигателя» ).

При приложении к двигателю крутящего момента, он переходит в режим генератора. Работа в режиме генератора отличается по­ложительным нагрузочным углом β (рис. «Рабочие характеристики синхронного двигателя в режиме генератора» ). Знак тока становится отрицательным. Ток опекает от электродвигателя. В случае перевозбуждения электродвигатель ведет себя как конденсатор. Он выдает реактивную мощность (рис. аРабочие характеристики синхронного двигателя в режиме генератора» ).

 

 

Если напряжение на полюсном колесе уменьшить так, чтобы стрелка реактивного напряжения Us находилась вертикально на стрелке напряжения на клеммах, то двига­тель будет лишь выдавать активный ток (рис. Ь, «Рабочие характеристики синхронного двигателя в режиме генератора» ).

Дальнейшее снижение напряжения на по­люсном колесе приводит к недостаточному возбуждению. Электродвигатель ведет себя индуктивно. Он потребляет реактивную мощ­ность (рис. с, «Рабочие характеристики синхронного двигателя в режиме генератора» ).

 

Электронно-коммутируемые двигатели

 

В случае с электронно-коммутируемыми дви­гателями (электронные двигатели), возбуж­дающая обмотка ротора, в том числе электри­ческий контакт с токоприемными кольцами, не требуются. Электронно-коммутируемые двигатели представляют собой бесщеточные синхронные двигатели, где роторы снабжа­ются постоянными магнитами. Постоянные магниты могут располагаться, к примеру, на поверхности ротора или внутри него (рис. «Виды роторов для электронных двигателей» ). Коммутация тока происходит в фикси­рованной обмотке статора с помощью элек­тронного блока (рис. «Активационная электроника электронно-коммутируемого двигателя» ).

 

 

Частота вращения электронно­коммутируемого двигателя задается часто­той окружающего поля статора. Для опреде­ления положения ротора требуются датчики. Широко распространены датчики Холла, устанавливаемые в рабочем зазоре для обе­спечения цикличного переключения между ветвями обмотки с помощью активационной электроники.

 

Система трехфазного тока

 

Техническое значение имеет применение системы трехфазного переменного тока в качестве системы трехфазного тока, основ­ной особенностью которой является то, что сумма всех напряжений и токов всегда равна нулю.

 

 

Электрические цепи называются фазами т. Совокупность электрических цепей, в кото­рых напряжения одной частоты оказывают воздействие и имеют фазовый, сдвиг назы­ваются многофазными системами. Много­фазная система состоит из ветвей обмотки. В многофазной системе может быть п = 3 симметричных систем (рис. «Симметричные системы» ). Во всех сим­метричных системах — за исключением ну­левой системы — сумма всех векторов равна нулю. При количестве фаз т получаем п симметричных систем в зависимости от угла сдвига фаз а:

а = 2π n/m

Задача обмоток — создание вращающегося поля. Асинхронные двигатели имеют такую же конструкцию статора. В воздушном за­зоре должно создаваться магнитное поле с постоянной амплитудой, вращающееся с по­стоянной угловой скоростью. Чтобы создать это поле, временные положения фаз токов должны совпадать с пространственными по­ложениями соответствующих ветвей. У про­стой симметричной системы (п = 1) с т = 3 три ветви (обозначаемые как U, V и W) и, следовательно, обмотки должны быть равно­мерно распределены по окружности. На рис. «Обмотка двухполюсного двигателя с одной парой полюсов на каждую ветвь»  показано расположение обмотки с тремя ветвями, с одной катушкой на каждую пару полюсов и ветвь. Схемы соединений фаз регламентируются стандартом DIN EN 60034, часть 8.

 

Создание вращающегося поля

 

Чтобы создать вращающееся поле в случае с простой симметричной системой (п = 1) с ко­личеством ветвей т = 3, ветви должны быть геометрически смещены на электрически эф­фективный угол:

аеI = 360°·1/3  = 120°.

При одной катушке на каждую пару полюсов и ветвь создаваемое магнитное поле враща­ется против часовой стрелки, при этом «ин­дикаторная полоска», смещающаяся вправо на рисунке а, «Создание вращающегося поля с одной катушкой на ветвь» (при а = 90°), показывает ток фазы в каждой из ветвей на рис. Ь, «Создание вращающегося поля с одной катушкой на ветвь» в на­правлении магнитного потока. Расположение образует пару полюсов. Соответствующие магнитные потоки проходят вертикально к плоскости ветвей обмотки (рис. Ь, «Создание вращающегося поля с одной катушкой на ветвь»).

Поток ФRes (рис. с, «Создание вращающегося поля с одной катушкой на ветвь»), получаемый из трех ветвей, а также его направление достигаются геометрическим сложением трех отдельных потоков ФU, ФV И ФW.

Продвижение индикаторной полоски на угол а = 180° приводит к реверсированию на­правления тока в ветви W и, следовательно, к дальнейшему повороту созданного поля ФRes вправо (рис. «Создание вращающегося поля с одной катушкой на ветвь 2»).

 

 

При использовании двух катушек на одну ветвь расположение проводников «удваива­ется». Если обмотка должна образовывать две пары полюсов = 2), то обмотки необ­ходимо делить на группы (рис. «Обмотка с двумя парами полюсов на каждую ветвь» ). При этом устанавливается механически эффективный угол:

am = 360° · (1/mp) = 60°.

Электрически эффективный угол остается без изменения. В случае как двухполюсного, так и четырехполюсного расположения поле вращается против часовой стрелки (рис. «Создание вращающегося поля с двумя катушками на ветвь» ). Чаcтоту вращения поля:

nd = fn/p

можно вычислить на основании частоты в линии fn и количества пар полюсов р. При р = 1 частота вращения поля равна частоте в линии (табл. «Частота вращающихся полей» ).

Вместе с количеством пар полюсов можно вычислить межполюсное расстояние:

τp = dsi /2π

как долю окружности статора, где dsi — вну­тренний диаметр статора. Он соответствует длине синусоидальной полуволны, которая соответствует распределению индукции поля ротора. В случае с двухполюсным двигате­лем (р = 1), межполюсное расстояние всегда равно aei = 180° (электрический угол) и со­впадает с механическим углом am. Взаимо­зависимость этих двух углов показывает угол aei=pam. Чтобы в обмотках наводилось одинаковое напряжение, ветви обмотки должны быть смещены относительно друг друга на угол aei = 120° или 2τp / 3, а структура и количество катушек должны быть одина­ковыми. На каждую ветвь приходится одна треть межполюсного расстояния.

 

РЕКОМЕНДУЮ ЕЩЁ ПОЧИТАТЬ:

Синхронный и асинхронный генератор

Электричество есть  везде. Уже настал тот день, когда с этим сложно спорить. Даже там, куда не дотянулась централизованная электросеть, вовсю используются дизельные и бензиновые генераторы, которые получили широкое распространение не так давно, несмотря на почти двухсотлетнюю историю. Сегодня ассортимент генераторов очень велик, и существует множество способов их классификации, один из которых – классификация по степени синхронизации.

Применительно к электрогенераторам, синхронизация – это совмещение частоты вращения ротора и магнитного поля статора. Соответственно, если частота их вращения совпадает, такой генератор будет называться синхронным, а если нет, то асинхронным.

Синхронный генератор

Как известно, в дизельном или бензиновом генераторе электрический ток образуется после прохождения вращающегося магнитного поля через обмотку. При этом в синхронном электрогенераторе ротор представляет собой постоянный магнит или электромагнит. После запуска генератора он создаёт вокруг себя слабое магнитное поле, которое с увеличением оборотов становится сильнее. В конце концов, число оборотов ротора и магнитного поля синхронизируются, что позволяет получить на выходе наиболее стабильный ток.

В отличие от асинхронного генератора, синхронный агрегат уязвим при перегрузках, поскольку превышение допустимой нагрузки может вызвать сильный скачок напряжения в обмотке ротора. С другой стороны, важным преимуществом синхронного генератора является его способность кратковременно выдавать ток мощностью в 3-4 раза выше номинального, что позволяет подключать к нему такие устройства, как насосы, компрессоры, холодильники и т.д. Иными словами, он предназначен для электроприборов с высокими стартовыми токами. Несмотря на свою уязвимость, стоимость синхронных генераторов выше, чем асинхронных устройств.

Асинхронный генератор

Асинхронный генератор работает в режиме торможения: ротор вращается в одном направлении со статором, но скорость его вращения изначально выше. При этом частота вращения магнитного поля всегда остаётся неизменной, а регулированию поддаётся лишь скорость вращения ротора. Такие генераторы малоуязвимы при коротком замыкании и хорошо защищены от внешних воздействий (пыли, низкой температуры, влаги и т.д.).

Недостатками асинхронного генератора можно назвать обязательное наличие конденсаторов и зависимость частоты выходного тока от стабильности работы дизельного или бензинового двигателя. При этом стоимость такого устройства ниже, чем синхронного, но применяется оно реже. Асинхронные генераторы рекомендуется использовать для подключения устройств, не требующих высокого стартового напряжения и устойчивых к его перепадам.

В чем разница синхронный двигатель. Сравнение синхронных и асинхронных двигателей. Отличие в характеристиках электродвигателей

Принципиальное отличие синхронного двигателя от асинхронного заключается в исполнении ротора. Последний у синхронного двигателя представляет собой магнит, выполненный (при относительно небольших мощностях) на базе постоянного магнита или на основе электромагнита. Поскольку разноименные полюсы магнитов притягиваются, то вращающееся магнитное поле статора, которое можно интерпретировать как вращающийся магнит, увлекает за собой магнитный ротор, причем их скорости равны. Это объясняет название двигателя - синхронный.

В заключение отметим, что в отличие от асинхронного двигателя, у которого обычно не превышает 0,8…0,85, у синхронного двигателя можно добиться большего значения и сделать даже так, что ток будет опережать напряжение по фазе. В этом случае, подобно конденсаторным батареям, синхронная машина используется для повышения коэффициента мощности.

Асинхронные двигатели имеют простую конструкцию и надежны в эксплуатации. Недостатком асинхронных двигателей является трудность регулирования их частоты вращения.

Чтобы реверсировать трехфазный асинхронный двигатель (изменить направление вращения двигателя на противоположное), необходимо поменять местами две фазы, то есть поменять местами два любых линейных провода, подходящих к обмотке статора двигателя.

Т.е это достаточно дешевый двигатель, который применяется везде, синхронную машину найти крайне тяжело.

В отличие от асинхронного двигателя частота вращения синхронного двигателя постоянная при различных нагрузках. Синхронные двигатели находят применение для привода машин постоянной скорости (насосы, компрессоры, вентиляторы) ими легко управлять.

Отличить можно по кол-ву оборотов на табличке (если там явно не указан тип машины), у асинхронного не круглое число оборотов, 950 об/мин у синхронной машины 1000 об/мин.

Синхронные двигатели управляются также сложно как и асинхронные, т.к. требуют управления частотой подводимого напряжения. Они имеют абсолютно жесткую механическую характеристику, это означает, что как бы не менялась нагрузка на валу двигателя, он будет иметь одну и ту же частоту вращения. Естественно, нагрузка должна меняться в разумных пределах, есть значение критического момента нагрузки, при котором двигатель "выпадает" из синхронного режима, что чревато его поломкой. К основным недостаткам относится то, что обмотку возбуждения необходимо питать постоянным током, также наличие скользящего контакта "щетка-контактное кольцо", сложность пуска.

Чаще всего синхронные машины используют в качестве генераторов, вообще подавляющее большинство генераторов - синхронные, начиная с тех, которые устанавливаютс на автомобилях, и заканчивая теми, которые стоят на АЭС. Из всех других они наиболее надежны, имеют наибольший КПД, проще других в обслуживании.

КПД машины не зависит от косинуса фи электрической машины. КПД зависит восновном только от потерь в обмотке (потери в меди), в магнитопроводе (потери в стали), механических потерь и дополнительных потерь. Также КПД машины зависит от ее нагрузки, при этом максимум (КПД) наблюдается в точке, когда потери в стали и в меди равны, как правило это наблюдается, когда нагрузка составляет 75-80% от номинальной мощности машины.

Учитывая особенности производства электрических машин имеем что с ростом мощности выпущенной машины, потери растут не пропорционально, поэтому мощные электрические машины могут иметь КПД достигающий 99%.

Электрические двигатели давно и прочно заняли лидирующие позиции среди силовых агрегатов различного типа оборудования. Их можно найти в автомобиле и в пылесосе, в сложнейших станках и в обычных детских игрушках. Они есть практически везде, хотя и отличаются между собой типом, строением и рабочими характеристиками.

Электродвигатели – это силовые агрегаты, способные превращать электрическую энергию в механическую. Различают два их основных вида: двигатели переменного и постоянного тока. Разница между ними, как понятно из названия, заключается в типе питающего тока. В данной статье речь пойдет о первом виде – электродвигателе переменного тока

Устройство и принцип работы

Основная движущая сила любого электрического двигателя – электромагнитная индукция. Электромагнитная индукция, если описать ее в двух словах – это появление силы тока в проводнике, помещенном в переменное магнитное поле. Источником переменного магнитного поля является неподвижный корпус двигателя с размещенными на нем обмотками – статор, подключенный к источнику переменного тока. В нем расположен подвижный элемент – ротор, в котором и возникает ток. По закону Ампера на заряженный проводник, помещенный в магнитное поле, начинает действовать электродвижущая сила – ЭДС, которая вращает вал ротора. Таким образом, электрическая энергия, которая подается на статор, превращается в механическую энергию ротора. К вращающемуся валу можно подключать различные механизмы, выполняющие полезную работу.

Электродвигатели переменного тока делятся на синхронные и асинхронные. Разница между ними в том, что в первых ротор и магнитное поле статора вращаются с одной скоростью, а во вторых ротор вращается медленнее, чем магнитное поле. Отличаются они и по устройству, и по принципу работы.

Асинхронный двигатель

На статоре асинхронного двигателя закреплены обмотки, создающие переменное вращающееся магнитное поле, концы которой выводятся на клеммную коробку. Поскольку при работе двигатель нагревается, на его валу устанавливается вентилятор системы охлаждения.

Ротор асинхронного двигателя выполнен с валом как одно целое. Он представляет собой металлические стержни, замкнутые между собой с двух сторон, из-за чего такой ротор еще именуется короткозамкнутым. Своим видом он напоминает клетку, поэтому его часто называют «беличьим колесом» Более медленное вращение ротора в сравнении с вращением магнитного поля – результат потери мощности при трении подшипников. Кстати, если бы не было этой разницы в скорости, ЭДС бы не возникала, а без нее не было бы и тока в роторе и самого вращения.

Магнитное поле вращается за счет постоянной смены полюсов. При этом соответственно меняется направление тока в обмотках. Скорость вращения вала асинхронного двигателя зависит от числа полюсов магнитного поля.

Синхронный двигатель

Устройство синхронного двигателя

Устройство синхронного электродвигателя немного отличается. Как понятно из названия, в этом двигателе ротор вращается с одной скоростью с магнитным полем. Он состоит из корпуса с закрепленными на нем обмотками и ротора или якоря, снабженного такими же обмотками. Концы обмоток выводятся и закрепляются на коллекторе. На коллектор или токосъемное кольцо подается напряжение посредством графитовых щеток. При этом концы обмоток размещены таким образом, что одновременно напряжение может подаваться только на одну пару.

В отличие от асинхронных на ротор синхронных двигателей напряжение подается щетками, заряжая его обмотки, а не индуцируется переменным магнитным полем. Направление тока в обмотках ротора меняется параллельно с изменением направления магнитного поля, поэтому выходной вал всегда вращается в одну сторону. Синхронные электродвигатели позволяют регулировать скорость вращения вала путем изменения значения напряжения. На практике для этого обычно используются реостаты.

Краткая история создания

Впервые возможность превратить электричество в механическую энергию открыл британский ученый М.Фарадей еще в 1821 году. Его опыт с проводом, помещенным в ванну с ртутью, оснащенной магнитом, показал, что при подключении провода к источнику электроэнергии он начинает вращаться. Этот нехитрый опыт наверняка многие помнят по школе, правда, ртуть там заменяется безопасным рассолом. Следующим шагом в изучении этого феномена было создание униполярного двигателя – колеса Барлоу. Никакого полезного применения он так и не нашел, зато наглядно демонстрировал поведение заряженного проводника в магнитном поле.

На заре истории электродвигателей ученые пытались создать модель с сердечником, двигающимся в магнитном поле не по кругу, а возвратно-поступательно. Такой вариант был предложен, как альтернатива поршневым двигателям. Электродвигатель в привычном для нас виде впервые был создан в 1834 году русским ученым Б.С. Якоби. Именно он предложил идею использования вращающегося в магнитном поле якоря, и даже создал первый рабочий образец.

Первый асинхронный двигатель, в основе работы которого заложено вращающееся магнитное поле, появился в 1870 году. Авторами эффекта вращающегося магнитного поля независимо друг от друга стали два ученых: Г.Феррарис и Н. Тесла. Последнему принадлежит также идея создания бесколлекторного электродвигателя. По его чертежам были построены несколько электростанций с применением двухфазных двигателей переменного тока. Следующей более удачной разработкой оказался трехфазный двигатель, предложенный М.О. Доливо-Добровольским. Его первая действующая модель была запущена в 1888 году, после чего последовал ряд более совершенных двигателей. Этот русский ученый не только описал принцип действия трехфазного электродвигателя, но и изучал различные типы соединений фаз (треугольник и звезда), возможность использование разных напряжений тока. Именно он изобрел пусковые реостаты, трехфазные трансформаторы, разработал схемы подключения двигателей и генераторов.

Особенности электродвигателя переменного тока, его достоинства и недостатки

На сегодня электродвигатели являются одними из самых распространенных видов силовых установок, и тому есть немало причин. У них высокий КПД порядка 90%, а иногда и выше, довольно низкая себестоимость и простая конструкция, они не выделяют вредных веществ в процессе эксплуатации, дают возможность плавно менять скорость во время работы без использования дополнительных механизмов типа коробки передач, надежны и долговечны.

Среди недостатков всех типов электромоторов — отсутствие высокоемкостного аккумулятора электроэнергии для автономной работы.

Основное отличие электродвигателя переменного тока от его ближайшего родственника – электродвигателя постоянного тока – заключается в том, что первый питается переменным током. Если сравнивать их функциональные возможности, первый менее мощный, у него сложно регулировать скорость в широком диапазоне, он имеет меньший КПД.

Если же сравнивать асинхронный и синхронный электродвигатель переменного тока, то первый имеет более простую конструкцию и лишен «слабого звена» — графитовых щеток. Именно они обычно первыми выходят из строя при поломке синхронных двигателей. Вместе с тем, у него сложно получить и регулировать постоянную скорость, которая зависит от нагрузки. Синхронные двигатели позволяют регулировать скорость вращения с помощью реостатов.

Сфера применения

Электродвигатели переменного тока широко используются практически во всех сферах. Ими оснащаются электростанции, их используют в автомобиле- и машиностроении, есть они и в домашней бытовой технике. Простота их конструкции, надежность, долговечность и высокий показатель КПД делает их практически универсальными.

Асинхронные двигатели нашли применение в приводных системах различных станков, машин, центрифуг, вентиляторов, компрессоров, а также бытовых приборов. Трехфазные асинхронные двигатели являются наиболее распространенными и востребованными. Синхронные двигатели используются не только в качестве силовых агрегатов, но и генераторов, а также для привода крупных установок, где важно контролировать скорость.

Схема подключения электродвигателя к сети

Электродвигатели переменного тока бывают трех и однофазные.
Асинхронные однофазные двигатели имеют на корпусе 2 вывода и подключить их к сети не составляет трудности. Т.к. вся бытовая электрическая сеть в основном однофазная 220В и имеет 2 провода — фаза и ноль. С синхронными все намного интереснее, их тоже можно подключить с помощью 2 проводов, достаточно обмотки ротора и статора соединить. Но соединять их нужно так, чтобы обмотки однополюсного намагничивания ротора и статора располагались напротив друг друга.
Сложности представляют двигатели для 3ех фазной сети. Ну во-первых у таких двигателей в основном в клеммной коробке 6 выводов и это означает что обмотки двигателя нужно подключать самому, а во-вторых их обмотки можно подключать разными способами — по типу «звезда» и «треугольник». Ниже приведен рисунок соединения клем в клеммной коробке, в зависимости от типа соединения обмоток.

Подключение одного и того же электродвигателя разным способом в одну и туже электрическую сеть приведет к потреблению разной мощности. При этом не правильное подключение электродвигателя, может привести к расплавлению обмоток статора.

Обычно асинхронные двигатели предназначены для включения в трехфазную сеть на два разных напряжения, отличающиеся в раз. Например, двигатель рассчитан для включения в сеть на напряжения 380/660 В. Если в сети линейное напряжение 660 В, то обмотку статора следует соединить звездой, а если 380 В, то треугольником. В обоих случаях напряжение на обмотке каждой фазы будет 380 В. Выводы обмоток фаз располагают на панели таким образом, чтобы соединения обмоток фаз было удобно выполнять посредством перемычек, без перекрещивания последних. В некоторых двигателях небольшой мощности в коробке выводов имеется лишь три зажима. В этом случае двигатель может быть включен в сеть на одно напряжение (соединение обмотки статора такого двигателя звездой или треугольником выполнено внутри двигателя).

Принципиальная схема включения в трехфазную сеть асинхронного двигателя с фазным ротором показана на рисунке. Обмотка ротора этого двигате­ля соединена с пусковым реостатом ЯР, создающим в цепи рото­ра добавочное сопротивление R добав.

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.

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.

Номинальная величи

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

Эти двигатели устроены сложнее и дороже асинхронных машин. Их достоинство в постоянной скорости вращения, не меняющейся при нагрузке.

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.

Применение синхронных машин

  • Регулировка путём изменения тока возбуждения cos φ. Это позволяет уменьшить ток потребления, габариты и сечение подводящего кабеля, а также увеличить КПД. Кроме того, такие аппараты используются в качестве компенсаторов реактивной мощности.
  • Менее чувствительны к колебаниям напряжения и обладают большей перегрузочной способностью, особенно к ударным нагрузкам. Способность к превышению мощности повышается путём перевозбуждения обмоток ротора. Благодаря этому такие двигатели используются в экскаваторах, гильотинных ножницах и других подобных механизмах.
  • Частота вращения не меняется при изменения нагрузки. Поэтому синхронные машины применяются в прецизионных станках в металлургии, машиностроении и деревообатывающей промышленности.

Существуют различные виды электродвигателей, и очень часто возникает вопрос, в чем же отличия между синхронным и асинхронным двигателем. В асинхронном обмотки, расположенные в статоре, создают вращающееся магнитное поле, взаимодействующее с токами, образующимися в роторе, благодаря чему он приходит во вращающееся состояние. Поэтому, в настоящее время, наиболее популярным считается простой и надежный асинхронный электродвигатель, имеющий короткозамкнутый ротор.

Асинхронный двигатель

В его пазах расположены токопроводящие стержни из алюминия или меди, соединенные своими концами с кольцами из такого же материала, которые производят короткое замыкание этих стержней. Поэтому, ротор и называется короткозамкнутым. Вихревые токи, взаимодействующие с полем, вызывают вращение ротора со скоростью, меньшей, чем скорость вращения самого поля. Таким образом, весь двигатель получил название асинхронного. Это движение получило название относительного скольжения, поскольку скорости ротора и магнитного поля неравны и магнитное поле не пересекается с токопроводящими стержнями ротора. Поэтому, они не создают вращающийся момент.

Принципиальным отличием обоих видов двигателей является исполнение ротора. В синхронном он представляет собой постоянный магнит относительно небольшой мощности или такой же электромагнит. Вращающийся магнит, создающий статора, приводит в движение магнитный ротор. Скорость движения статора и ротора, в этом случае, одинаковая. Поэтому, данный двигатель получил название синхронного.

Особенности синхронного двигателя

Синхронный двигатель отличается возможностью значительного опережения током напряжения по фазе. Повышая коэффициент мощности по типу конденсаторных батарей.

Асинхронные электродвигатели отличаются простотой конструкции и надежностью в эксплуатации. Единственный недостаток этих агрегатов заключается в достаточной трудности регулировки частоты их вращения. асинхронные двигатели могут быть легко реверсированы, то есть вращение двигателя может измениться на противоположное направление. Для этого, достаточно изменить место расположения двух линейных проводов или фаз, которые замыкаются на обмотку статора. В отличие от синхронного, это простой и дешевый двигатель, применяющийся повсеместно.

Синхронный и асинхронный двигатель имеет еще и такое важное отличие, как постоянная частота вращения у первого при различных нагрузках. Поэтому их применяют в приводах машин, требующих постоянных скоростей, например, в компрессорах, насосах или вентиляторах, поскольку они очень легки в управлении.

Классификация электродвигателей

Основывается на разных параметрах. По одному из них, различают синхронный и асинхронный двигатель. Отличия приборов, общая характеристика и принцип работы описаны в статье.

Синхронный двигатель

Этот тип двигателя способен работать одновременно и в качестве генератора, и как, собственно, двигатель. Его устройство сродни Характерной особенностью двигателя является неизменяемая частота роторного вращения от нагрузки.

Эти виды двигателей широко применяются во многих сферах, например, для электрических проводов, которым необходима постоянная скорость.

Принцип работы синхронного двигателя

В основу его функционирования положено взаимодействие вращающегося магнитного поля якоря и магнитных полей индукторных полюсов. Обычно якорь находится в статоре, а индуктор распологается в роторе. Для мощных моторов используются электрические магниты для полюсов, а для слабых — постоянные.

Преимущества и недостатки

Основными минусами этого вида двигателя являются:

  • необходимость питания обмотки постоянным током;
  • сложность запуска;
  • скользящий контакт.

Большинство генераторов, где бы они ни использовались, являются синхронными. Преимуществами таких двигателей в целом являются:

  • самая высокая надежность;
  • самый большой ;
  • простота обслуживания.

Асинхронный двигатель

Данный вид устройста представляет механизм, направленный на трансформацию электрической энергии в механическую. Из самого названия «асинхронный» можно сделать вывод, что речь идет о неодновременном процессе. И действительно, частота вращения магнитного поля статора здесь выше роторной всегда.
Такое устройство состоит из статора цилиндрической формы и ротора, в зависимости от вида которого асинхронные двигатели короткозамкнутые могут быть и с фазным ротором.

Принцип действия

Работа двигателя осуществляется на основе взаимодействия магнитного статорного поля и наводящихся этим же полем токов в роторе. Вращающий момент появляется тогда, когда имеется разность частоты вращения полей.

Резюмируем теперь, чем отличается от асинхронного. Чем объясняется широкое применение одного типа и ограниченное — другого?

Синхронный и асинхронный двигатель: отличия

Отличие работы двигателей - в роторе. У синхронного типа он заключается в постоянном или электрическом магните. Благодаря притягиванию разноименных полюсов вращающееся поле статора влечет и магнитный ротор. Их скорость получается одинаковой. Отсюда и название — синхронный.

В нем можно добиться, в отличие от асинхронного, даже опережения напряжения по фазам. Тогда устройство, подобно батареям конденсатора, может применяться для увеличения мощности.

Асинхронные двигатели, в свою очередь, просты и надежны, но их недостатком является трудность регулировки частоты вращения. Для реверсирования трехфазного асинхронного двигателя (то есть изменения направления его вращения в противоположную сторону) меняют расположение двух фаз или двух линейных проводов, приближающихся к обмотке статора.

Если рассматривать частоту вращения, то имеют и здесь синхронный и асинхронный двигатель отличия. В синхронном типе этот показатель является постоянным, в отличие от асинхронного. Поэтому первый используют там, где необходима постоянная скорость и полная управляемость, например, в насосах, вентиляторах и компрессорах.

Выявить на том или ином устройстве наличие рассматриваемых типов приборов очень просто. На асинхронном двигателе будет не круглое число оборотов (например, девятьсот тридцать в минуту), в то время как на синхронном — круглое (например, тысяча оборотов в минуту).

И те, и другие моторы управляются достаточно сложно. Синхронный тип имеет жесткую характеристику механики: при любой меняющейся нагрузке на вал мотора частота вращения будет одной и той же. При этом нагрузка, конечно, должна меняться с учетом того, чтобы двигатель способен ее выдержать, иначе это приведет к поломке механизма.

Так устроен синхронный и асинхронный двигатель. Отличия обоих видов обуславливают сферу их использования, когда один вид справляется с задачей оптимальным образом, для другого это будет проблематичным. В то же время можно встретить и комбинированные механизмы.

Синхронный или асинхронный. Как выбрать двигатель? Отличие синхронного двигателя от асинхронного

Асинхронные двигатели — это двигатели, в процессе работы которых под нагрузкой наблюдается явление скольжения, то есть «отставание» вращения ротора от вращения магнитного поля статора. Другими словами, вращение ротора происходит не синхронно с вращением намагниченности статора, а асинхронно по отношению к этому движению. Вот почему такого рода двигатели называются асинхронными (не синхронными) двигателями.

В большинстве случаев, произнося словосочетание «асинхронный двигатель», имеют ввиду именно бесколлекторный двигатель переменного тока. Величина скольжения асинхронного двигателя может быть разной в зависимости от нагрузки, а также от параметров питания и способа управления токами обмотки статора.

Если мы имеем дело с обычным двигателем переменного тока, наподобие АИР712А, то при синхронной частоте вращения магнитного поля в 3000 оборотов в минуту, в условиях номинальной механической нагрузки на валу в 750 ватт, мы будем иметь реальную частоту вращения 2840 оборотов в минуту, а значит величина скольжения составит 0,053.

Это нормальное явление для асинхронного двигателя. И мы не увидим круглых цифр оборотов, вроде 3000 или 1500, вместо них там будет указано 2730 или 1325. Вместо 1000 может быть написано например 860, несмотря на то, что магнитное поле во время работы двигателя вращается с частотой 1000 оборотов в минуту, как и должно быть в электрической машине с 3 парами магнитных полюсов, предназначенной для питания переменным током частотой 50 Гц.

Что касается двигателей постоянного тока, то в большинстве случаев так называют коллекторные двигатели, на скорость вращения ротора у которых влияет не частота тока, а его средняя величина. Датчик скорости может помочь электронной системе управления установить правильную величину тока для получения заданной скорости вращения, однако связь тока и оборотов здесь будет отнюдь не линейной, так как при разной нагрузке токи разной величины дадут очень разные частоты вращения ротора.

На роторе двигателя постоянного тока может располагаться многосекционная обмотка возбуждения или постоянные магниты. Но сегодня ротор с магнитами характерен скорее для шаговых двигателей, которые тоже относятся к двигателям постоянного тока, однако коллекторно-щеточных узлов не имеют. Как вариант разновидности конструкции мотора постоянного тока — магниты на статоре, а обмотка — на роторе.

Так или иначе, асинхронный бесколлекторный двигатель имеет мощную рабочую обмотку на статоре, которая в процессе работы разогревается от прохождения по ней рабочего тока, и передает тепло на корпус двигателя. Поэтому и обмотку и корпус двигателя необходимо все время активно охлаждать.

В связи с этой особенностью, большинство асинхронных двигателей по умолчанию имеют на своих валах крыльчатки вентиляторов, а на корпусах - выступы, вдоль которых вентилятор, как через радиатор, гонит свежий воздух, охлаждая таким образом статор. Поэтому, если перед вами двигатель, на валу которого установлен вентилятор (обычно под крышкой, закрепленной на корпусе двигателя), вдоль корпуса имеются ребра (как на радиаторе), а на шильдике указана конкретная величина оборотов в минуту и величины переменного напряжения 220/380 — пред вами типичный асинхронный двигатель переменного тока.

В двигателях постоянного тока, с коллекторно-щеточными узлами и с многосекционными многовитковыми обмотками на якарях, выведенными на ламели коллектора, в качестве рабочих обмоток выступают - и обмотка статора, и обмотка ротора (якоря).

Здесь фактически получается, что рабочая обмотка как-бы разделена на две части: рабочий ток идет и через якорную обмотку, и через статорную обмотку, поэтому проблема нагрева только статора отсутствует, и вентилятор здесь не нужен.

Для охлаждения достаточно вентиляционных отверстий, через которые можно разглядеть ротор с якорной обмоткой на нем. Поэтому, если перед вами двигатель с коллекторно-щеточным узлом, где коллектор имеет множество ламелей (блестящих пластинок) с выводами от обмоток, и вентилятора словно бы и не предусмотрено — перед вами двигатель постоянного тока.

Статор двигателя постоянного тока может представлять собой набор постоянных магнитов. Большинство двигателей постоянного тока, рассчитанных на сетевое напряжение, будут легко работать и от переменного тока (пример такого универсального мотора - мотор болгарки).


В основу работы любых электродвигателей положен принцип электромагнитной индукции. Электродвигатель состоит из неподвижной части — статора (для асинхронных и синхронных движков переменного тока) либо индуктора (для движков постоянного тока) и подвижной части — ротора (для асинхронных и синхронных движков переменного тока) либо якоря (для движков постоянного тока). В роли индуктора на маломощных двигателях постоянного тока нередко используются постоянные магниты.

Все двигатели, грубо говоря можно поделить на два вида:
двигатели постоянного тока
двигатели переменного тока (асинхронные и синхронные)

Двигатели постоянного тока

По неким мнениям данный двигатель возможно еще назвать синхронной машиной постоянного тока с самосинхронизацией. Простой движок, являющийся машиной постоянного тока, состоит из постоянного магнита на индукторе (статоре), 1-го электромагнита с очевидно выраженными полюсами на якоре (двухзубцового якоря с явно выраженными полюсами и с одной обмоткой), щёточноколлекторного узла с 2-мя пластинами (ламелями) и 2-мя щётками.
Простой двигатель имеет 2 положения ротора (2 "мёртвые точки"), из которых неосуществим самозапуск, и неравномерный крутящий момент. В первом приближении магнитное поле полюсов статора равномерное (однородное).

Данные двигатели с наличием щёточно-коллекторного узла бывают:

Колекторные - электрическое устройство, в котором датчиком положения ротора и переключателем тока в обмотках является одно и то же устройство — щёточно-коллекторный узел.

Бесколекторные - замкнутая электромеханическая система, состоящая из синхронного устройства с синусоидальным распределением магнитного поля в зазоре, датчика положения ротора, преобразователя координат и усилителя мощности. Более дорогой вариант в сравнение с колекторными двигателями.

Двигатели переменного тока

По типу работы данные двигатели делятся на синхронные и асинхронные двигатели. Принципное отличие заключается в том, что в синхронных машинах 1-ая гармоника магнитодвижущей силы статора перемещается со скоростью вращения ротора (по этому сам ротор крутится со скоростью вращения магнитного поля в статоре), а у асинхронных — есть и остается разница меж скоростью вращения ротора и скоростью вращения магнитного поля в статоре (поле крутится быстрее ротора).

Синхронный - двигатель переменного тока, ротор которого крутится синхронно с магнитным полем питающего напряжения. Эти движки традиционно применяются при огромных мощностях (от сотен киловатт и выше).
Есть синхронные двигатели с дискретным угловым движением ротора — шаговые двигатели. У них данное положение ротора фиксируется подачей питания на соответствующие обмотки. Переход в другое положение исполняется путём снятия напряжения питания с одних обмоток и передачи его на другие обмотки двигателя.
Ещё один вид синхронных движков — вентильный реактивный эл-двигатель, питание обмоток которого складывается с помощью полупроводниковых элементов.

Асинхронный - двигатель переменного тока, в котором частота вращения ротора различается от частоты крутящего магнитного поля, творимого питающим напряжением, второе название асинхронных машин - индукционные обосновано тем, что ток в обмотке ротора индуцируется вертящимся полем статора. Асинхронные машины сейчас оформляют огромную часть электрических машин. В главном они используются в виде электродвигателей и считаются ключевыми преобразователями электрической энергии в механическую, причём в основном используются асинхронные движки с короткозамкнутым ротором

По количеству фаз двигатели бывают:

  • однофазные
  • двухфазные
  • трехфазные

Самые популярные и шыроковостребованые двигатели которые применяются в производстве и бытовом хозяйстве:

Однофазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором

Однофазовый асинхронный движок имеет на статоре только 1 рабочую обмотку, на которую в ходе работы мотора подается переменный ток. Хотя для запуска мотора на его статоре есть и вспомогательная обмотка, которая краткосрочно подключается к сети через конденсатор либо индуктивность, или замыкается накоротко пусковыми контактами рубильника. Это нужно для создания исходного сдвига фаз, чтоб ротор начал крутиться, по другому пульсирующее магнитное поле статора не здвинуло б ротор с места.

Ротор такового мотора, как и любого иного асинхронного мотора с короткозамкнутым ротором, являет из себя цилиндрический сердечник с залитыми алюминием пазами, с сразу отлитыми вентиляционными лопастями.
Таковой ротор именуется короткозамкнутым ротором. Однофазовые движки используются в маломощных устройствах, в том числе комнатные вентиляторы либо маленькие насосы.

Двухфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором

Двухфазные асинхронные движки более эффективны при работе от однофазовой сети переменного тока. Они содержат на статоре две рабочие обмотки, находящиеся перпендикулярно, при этом одна из обмоток подключается к сети переменного тока напрямую, а вторая – через фазосдвигающий конденсатор, так выходит крутящееся магнитное поле, а вот без конденсатора ротор бы не двинулся с места.

Данные двигатели помимо прочего имеют короткозамкнутый ротор, а их использование еще обширнее, нежели у однофазовых. Тут уже и стиральные машинки, и разные станки. Двухфазные движки для питания от однофазовых сетей называют конденсаторными двигателями, потому что фазосдвигающий конденсатор считается часто обязательной их частью.

Трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором

Трехфазный асинхронный двигатель имеет на статоре три рабочие обмотки, сдвинутые сравнительно друг друга так, что при подключении в трехфазную сеть, их магнитные поля получаются смещенными в пространстве сравнительно друг дружку на 120 градусов. При включении трехфазного мотора к трехфазной сети переменного тока, появляется крутящееся магнитное поле, приводящее в перемещение короткозамкнутый ротор.

Обмотки статора трехфазного мотора возможно соединить по схеме «звезда» либо «треугольник», при этом для питания мотора по схеме «звезда» потребуется напряжение выше, чем для схемы «треугольник», и на движке, потому, указываются 2 напряжения, к примеру: 127/220 либо 220/380. Трехфазные движки незаменимы для приведения в действие разных станков, лебедок, циркулярных пил, подъемных кранов, и т.п.

Трехфазный асинхронный двигатель с фазным ротором

Трехфазный асинхронный движок с фазным ротором имеет статор подобный описанным выше типам движков, шихтованный магнитопровод с 3-мя уложенными в его пазы обмотками, но в фазный ротор не залиты дюралевые стержни, а уложена уже настоящая трехфазная обмотка, в соединении «звезда». Концы звезды обмотки фазного ротора выведены на три контактных кольца, насаженных на вал ротора, и электрически отделенных от него.

Посредством щеток, на кольца помимо прочего подается трехфазное переменное напряжение, и включение может быть осуществлено как впрямую, так и через реостаты. Непременно, движки с фазным ротором стоят подороже, хотя их пусковой момент под нагрузкой значительно повыше, нежели у типов движков с короткозамкнутым ротором. Именно в следствие завышенной силы и огромного пускового момента, данный вид движков отыскал использование в приводах лифтов и подъемных кранов, другими словами там, где прибор запускается под нагрузкой а не в холостую, как у двигателей с короткозамкнутым ротором.

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!

Итак, примитивный синхронный электродвигатель работает, когда на рамку подаётся ток. У настоящего синхронного электродвигателя, роль рамки выполняет ротор с катушками проводов, называемых обмотками, на которые подаётся ток (они служат источниками электромагнитного поля). А роль подковообразного магнита выполняет статор, изготовленный либо из набора постоянных магнитов, либо тоже из катушек проводов (обмоток), которые, при подаче тока являются также источниками электромагнитного поля.

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.

Электродвигатели можно разделить на две основные категории – синхронные и асинхронные (индукционные) двигатели. Эти два вида довольно сильно отличаются друг от друга. Разница уже видна в самих названиях. Отличить агрегаты можно по выбитому на шильдике количеству оборотов (если там не указан тип мотора), у ассинхронного мотора неокруглённое число (например, 950 об/мин), у синхронного округлённое (1000 об/мин).

Есть и другие важные различия, в этой статье мы рассмотрим наиболее показательные из них: конструктивные, рабочие и ценовые.

Любой двигатель состоит из двух элементов: неподвижного и вращающегося. Статор имеет осевые прорези - пазы, на дно которых укладываются токонесущие медные или алюминиевые проводки. У электродвигателя на валу крепится ротор с обмоткой возбуждения.

Принципиальным отличием между синхронными и асинхронными двигателями являются роторы, точнее, их исполнение.

У синхронных моделей при малых мощностях они представляют собой постоянные магниты.

Переменное напряжение подаётся на обмотку статора, ротор подключается к постоянному источнику питания. Проходящий по обмотке возбуждения постоянный ток наводит магнитное поле статора. Крутящий момент создаётся из-за угла запаздывания между полями. Ротор имеет такую же скорость, как и магнитное поле статора.

Агрегаты используются на практике и как генераторы и как двигатели.

Асинхронные модели – это достаточно недорогие двигатели, которые применяются часто и всюду. Они проще в конструктивном плане, несмотря на то, что неподвижные части в принципе у всех моторов похожи.

По обмотке статора пропускается переменный электроток, который взаимодействует с роторной обмоткой. Два поля вращаются с одинаковой скоростью в одном направлении, но не могут быть равными, иначе бы не создавалась индуцированная ЭДС и, тем более крутящийся момент. Это становится причиной возникновения индуцированного тока в обмотке роторе, направление которого согласно правилу Ленца таково, что он склонен противостоять причине своего производства, т. е. скорости скольжения.

Скорость вращения ротора не совпадает со скоростью магнитного поля, она всегда меньше. Таким образом, ротор пытается догнать скорость вращающегося магнитного поля и уменьшить относительную скорость.

Основные достоинства и недостатки

  1. Асинхронные агрегаты не требуют какого-либо дополнительного источника питания. Синхронным необходим дополнительный источник постоянного тока для подачи напряжения на обмотки.
  2. Синхронники обладают относительно невысокой чувствительностью к перепадам сетевого напряжения и стабильностью вращения вне зависимости от нагрузки.
  3. Индукционные двигатели не требуют наличия контактных колец, за исключением двигателей с фазным ротором, которые их имеют для плавного пуска или регулирования скорости. В синхронных двигателях больше уязвимых мест, так как используются контактные кольца со щетками. Следовательно, детали быстрее изнашиваются и контакт между ними ослабевает.
  4. Синхронники нуждаются во вспомогательных пусковых механизмах, так как не обладают функцией самопуска. Для индукционных электродвигателей, имеющих собственные пусковые моменты, такой механизм не требуется.

Какой агрегат лучше

В заключение нужно отметить, что говорить, якобы один мотор лучше другого, нельзя. Однако, асинхронные модели надежнее в эксплуатации, отличаются простотой конструкции. Если агрегаты не перегружать, то их длительным сроком службы пользователь может остаться довольным.

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.

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.

Номинальная величи

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

Эти двигатели устроены сложнее и дороже асинхронных машин. Их достоинство в постоянной скорости вращения, не меняющейся при нагрузке.

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.

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.

Такие машины имеют достоинства перед синхронными аппаратами:

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

Сравнение синхронных и асинхронных двигателей: различия в строении и возможностях

30.07.2020

Сравнение синхронных и асинхронных двигателей: различия в строении и возможностях

Асинхронные и синхронные электродвигатели имеют принципиальные отличия, которые во многом определяют сферу эксплуатации. Разница в конструкции позволяет в отдельных случаях более эффективно выполнять поставленные задачи на промышленных объектах. Наибольшее распространение получили асинхронные электродвигатели, но иногда выгоднее использовать синхронные аналоги.

Особенности строения и работы синхронных двигателей

Внешне оба вида электрических двигателей очень похожи, но есть существенные различия в строении роторов. Эти элементы в случае с асинхронными устройствами не питаются электрическим током. При работе вращающееся магнитное поле образуется за счет МДС обмоток статора.

Ротор синхронных электродвигателей обладает обмоткой с автономным питанием. Статоры имеют идентичную конструкцию. Основная задача этих элементов заключается в формировании вращающегося магнитного поля во время работы.

Важно знать, что обороты синхронного двигателя совпадают по частоте магнитного поля, которое создает статор. Совершенно другая ситуация в случае с асинхронными электродвигателями. При работе под нагрузкой есть отставание от вращения магнитного поля непосредственно на величину скольжения. По этой причине выгоднее делать выбор в пользу синхронного двигателя, если требуется обеспечивать постоянные обороты при разных нагрузках.

Особенности строения и работы асинхронного двигателя

Сфера эксплуатации асинхронных электродвигателей в целом очень широка. Их активно применяют в различном оборудовании, где отмечается относительно равномерная нагрузка, а уменьшение оборотов не так существенно влияет на рабочий процесс. Такими двигателями оснащают станки, насосы, транспортеры и другие электрические установки.

Однако есть компрессоры и насосы, которые требуют поддержания определенной частоты оборотов при изменяющейся нагрузке, на них устанавливают синхронные двигатели.

Сравнение и преимущества асинхронных электродвигателей

Синхронные электродвигатели устанавливают в электроприводах, которые работают без регулировки частоты вращения. Перед асинхронными аналогами они имеют преимущества, которые касаются следующих моментов:

  • КПД несколько выше;
  • возможность работы при низкой частоте вращения, благодаря чему удается убрать промежуточные передачи между оборудованием и двигателем;
  • отсутствие влияния нагрузки, передаваемой на вал двигателя, на частоту вращений;
  • возможность применения в качестве компенсирующих приспособлений реактивной мощности.

При необходимости синхронные двигатели могут выступать в роли генераторов или потребителей реактивной мощности. Основные параметры будут зависеть от величины электрического тока непосредственно в обмотке.

Основная разница между асинхронным двигателем и синхронным двигателем | by Starlight Generator

Основное отличие состоит в том, что асинхронный двигатель является асинхронной машиной, а другой, как следует из названия, является синхронной машиной.

Асинхронный двигатель:

Асинхронный двигатель состоит из статора с проводниками, размещенными в определенных положениях в зависимости от требований к фазе. Например, в трехфазном двигателе проводники расположены под пространственным углом 120 градусов..Ротор асинхронного двигателя состоит из проводов, обычно закороченных концевыми кольцами, или имеет внешнюю обмотку, которая может быть подключена через внешнее сопротивление. Рассмотрим случай трехфазного асинхронного двигателя. При включении питания создается вращающееся магнитное поле, называемое полем статора. Это поле вращается со скоростью Ns, называемой синхронной скоростью. Это поле индуцирует ЭДС в проводниках ротора, что, в свою очередь, вызывает протекание тока в закороченных проводниках ротора.Протекание этого тока создает магнитное поле ротора, которое следует за полем статора. Ротор вращается со скоростью Nr. Относительная скорость между ротором и статором равна Ns-Nr, что называется скоростью скольжения. Скорость поля ротора по отношению к полю статора будет (Ns-Nr) + Nr. [Относительная скорость между статором и ротором + скорость ротора]. Таким образом, скорость поля ротора также будет нс. Два поля вращаются с одинаковой скоростью в одном направлении, но скорость ротора никогда не может быть равна синхронной скорости.Если скорость ротора равна синхронной скорости, существует относительное движение между полем статора и проводниками ротора, следовательно, есть ЭДС и ток, наведенные бо, и, следовательно, крутящий момент отсутствует. Таким образом, асинхронный двигатель никогда не может работать с синхронной скоростью, отсюда и название асинхронный двигатель.

Синхронный двигатель:

Статор синхронного двигателя аналогичен статору асинхронного двигателя. Ротор синхронного двигателя состоит из электромагнита, создаваемого возбуждением постоянным током.Это создает поле ротора. Трехфазное питание статора создает вращающееся магнитное поле с синхронной скоростью. Теперь поле ротора следует за полем статора с запаздыванием по углу, но вращается с синхронной скоростью. Синхронный двигатель может работать только с синхронной скоростью.

В двух словах, крутящий момент в асинхронном двигателе создается из-за относительной скорости, тогда как в синхронном двигателе производство крутящего момента происходит из-за углового отставания между двумя полями.

Основное отличие состоит в том, что асинхронный двигатель является асинхронной машиной, тогда как другой, как следует из названия, является синхронной машиной.

Асинхронный двигатель:

Скорость: Скорость асинхронного двигателя всегда меньше синхронной скорости и зависит от нагрузки, поскольку скорость уменьшается с увеличением нагрузки.

Пусковой момент: Этот тип двигателя имеет собственный пусковой момент.

Возбуждение: Это машина с одиночным возбуждением, в которой обмотки статора возбуждаются от источника переменного тока.В отличие от синхронного двигателя, асинхронный двигатель работает только при отстающем коэффициенте мощности.

Эффективность: сравнительно менее эффективен.

Стоимость: Стоимость асинхронной машины меньше по сравнению с синхронным двигателем той же мощности.

Синхронный двигатель:

Скорость: Начиная с его названия «синхронный», этот двигатель работает с синхронной скоростью независимо от величины нагрузки. Скорость такого двигателя не зависит от нагрузки.

Пусковой крутящий момент: Этот двигатель не имеет самозапуска, поэтому для запуска синхронной машины должны быть предусмотрены другие вспомогательные средства.

Возбуждение: Синхронный двигатель - это машина с двойным возбуждением. Обмотка возбуждения, которая является ротором, возбуждается от источника постоянного тока, а его статор, который является обмоткой якоря, возбуждается от источника переменного тока. В дополнение к этому его можно заставить работать с коэффициентом мощности, опережающим по сравнению с отстающим коэффициентом мощности, просто изменив его возбуждение.

КПД: он сравнительно более эффективен, чем асинхронный двигатель.

Стоимость: Этот тип двигателя намного дороже, чем асинхронный двигатель аналогичного номинала.

Таким образом, мы можем суммировать основные различия между асинхронной машиной и синхронной машиной:

Индукционная машина самозапускается, а синхронная - нет.

Индукционная машина работает по принципу электромагнитной индукции, аналогично трехфазным трансформаторам. Короткозамкнутая обмотка ротора действует как токопроводящая петля внутри переменного магнитного поля, где магнитное поле изменяется из-за разницы в скорости между магнитным полем ротора и статора.Синхронная машина работает по принципу возбуждения ротора с помощью постоянного тока и заставляет его вести себя как электромагнит, так что он заставляется синхронизироваться с синхронной скоростью магнитного поля.

Как мы видим, асинхронный двигатель вращается и выдает мощность на несинхронных скоростях (при наличии относительного потока, разрезающего ротор), в то время как синхронные машины предназначены для работы на синхронных скоростях.

В случае асинхронного двигателя подойдет любая скорость, отличная от синхронной, и она предложит вам выходной сигнал, тогда как для синхронной машины единственный способ изменить скорость - это изменить частоту.Другими словами, синхронная машина - это машина с постоянной скоростью (синхронной скоростью).

Влияние нагрузки: Увеличение нагрузки асинхронного двигателя приводит к уменьшению скорости. Однако в случае синхронной машины это изменение скорости не подлежит обсуждению, вместо этого система пытается вращаться с самой синхронной скоростью, но с разницей между выровненными положениями статора и оси полюса ротора, называемой углом нагрузки.

Синхронный двигатель испытывает «рыскание» при резком изменении нагрузки.Это означает, что ротор из-за инерции не может мгновенно достичь своего равновесия и колеблется в нужном положении. В любом случае, это нежелательное явление с точки зрения электродвигателя (так как оно вызывает большие колебания потребляемого тока). Следует отметить, что в асинхронных машинах нет рывков.

Starlight Power может предоставить синхронный генератор мощностью от 20 до 3000 кВт с хорошим качеством и низкой ценой.

В чем разница между синхронным и асинхронным двигателем?

Синхронный двигатель - это машина, скорость ротора которой равна скорости магнитного поля статора.

Асинхронный двигатель - это машина, ротор которой вращается со скоростью, меньшей, чем синхронная скорость.

Синхронный двигатель не имеет скольжения.

В чем разница между синхронным и асинхронным двигателем?

Синхронный двигатель - это машина с двойным возбуждением, тогда как асинхронный двигатель - это машина с одним возбуждением. В случае синхронного двигателя его обмотка якоря питается от источника переменного тока, а его обмотка возбуждения - от источника постоянного тока, тогда как в случае асинхронного двигателя его обмотка статора питается от источника переменного тока.

В чем разница между синхронным и асинхронным генератором?

Как и следовало ожидать из названия, основное различие между асинхронными и синхронными машинами заключается в синхронизме ротора. Когда ротор вращается медленнее, чем синхронная скорость, машина действует как двигатель. Когда ротор вращается быстрее, чем синхронная скорость, машина действует как генератор.

Что такое синхронный двигатель?

Синхронный электродвигатель - это электродвигатель переменного тока, в котором в установившемся режиме вращение вала синхронизируется с частотой питающего тока; период вращения в точности равен целому числу циклов переменного тока.Синхронный двигатель и асинхронный двигатель - наиболее широко используемые типы двигателей переменного тока.

Что такое синхронная скорость?

В двигателе синхронная скорость - это скорость, с которой вращается магнитное поле. В зависимости от конструкции двигателя фактическая механическая скорость может быть эквивалентной (синхронный двигатель) или немного меньшей (асинхронный двигатель). Синхронная скорость является функцией: используемой электрической частоты, обычно 60 Гц или 50 Гц.

Почему он называется синхронным двигателем?

Следовательно, ротор вращается с той же скоростью, что и вращающееся магнитное поле.Это связано с тем, что двигатель называется синхронным двигателем. Это двигатель с постоянной скоростью, потому что, несмотря на увеличение нагрузки, двигатель работает с той же синхронной скоростью.

Какие типы двигателей?

К наиболее распространенным электродвигателям, используемым сегодня, относятся:

  • Бесщеточные двигатели переменного тока. Бесщеточные двигатели переменного тока - одни из самых популярных в управлении движением.
  • Щеточные двигатели постоянного тока. В щеточном двигателе постоянного тока ориентация щетки на статоре определяет ток.
  • Бесщеточные двигатели постоянного тока.
  • Прямой привод.
  • Линейные двигатели.
  • Серводвигатели.
  • Шаговые двигатели.

Что означает синхронный генератор?

синхронный генератор. [′ Siŋ · krə · nəs ′ jen · ə‚rād · ər] (электричество) Машина, которая генерирует переменное напряжение, когда ее якорь или поле вращаются двигателем, двигателем или другими средствами. Выходная частота точно пропорциональна до скорости, с которой работает генератор.

Почему мы используем синхронный генератор?

Синхронные генераторы являются основным источником коммерческой электроэнергии. Они обычно используются для преобразования механической мощности паровых турбин, газовых турбин, поршневых двигателей и гидротурбин в электрическую энергию для сети. Нагрузка, подаваемая генератором, определяет напряжение.

Как работает синхронный генератор?

Принцип работы синхронного генератора - электромагнитная индукция.Если существует относительное движение между потоком и проводниками, то в проводниках индуцируется ЭДС. Таким образом, теперь можно сказать, что касательное движение проводника перпендикулярно линиям магнитного потока от северного полюса к южному.

Почему возбуждение всегда постоянное?

Для успешной работы генератора он должен выдавать синусоидальное переменное напряжение определенной частоты. Теперь возбуждение постоянного тока создает электромагнит фиксированной полярности в поле, которое движется с постоянной скоростью от первичного двигателя.Таким образом, якорь статора создает почти синусоидальный переменный ток.

Каковы преимущества синхронного двигателя?

Преимуществом использования синхронного двигателя является возможность управления коэффициентом мощности. Синхронный двигатель с избыточным возбуждением имеет опережающий коэффициент мощности и работает параллельно с асинхронными двигателями, тем самым улучшая коэффициент мощности системы. Скорость остается постоянной независимо от нагрузок в синхронных двигателях.

Где используется синхронный двигатель?

Обычно синхронные двигатели используются в приложениях, где требуется точная и постоянная скорость.Эти двигатели с низким энергопотреблением включают в себя позиционирующие машины. Они также применяются в приводах роботов. В шаровых мельницах, часах, проигрывателях пластинок также используются синхронные двигатели.

Различия между синхронным и асинхронным двигателем

Сравнение синхронного и асинхронного двигателя Машины

переменного тока подразделяются на синхронные и индукционные машины, также известные как асинхронные машины. Они являются наиболее часто используемыми машинами в отрасли и имеют множество применений.Прежде чем перейти к сравнению этих двух типов, давайте рассмотрим их по очереди.

Синхронный двигатель:

Это машина переменного тока, которая работает с фиксированной / постоянной скоростью, известная как синхронная скорость . Синхронная скорость зависит от частоты приложенного напряжения. Его скорость не меняется с увеличением нагрузки.

Может использоваться как генератор (генератор) при механическом приводе.Он может генерировать от 150 кВт до 1 МВт со скоростью от 150 до 1800 об / мин.

Это не самозапускающийся двигатель, и ему нужны другие средства для обеспечения необходимой (близкой к синхронной) скорости. он может работать как с отстающим, так и с опережающим коэффициентом мощности. Самая важная часть заключается в том, что он либо работает с синхронной скоростью, либо нет.

Асинхронный двигатель:

Асинхронный двигатель или асинхронный двигатель представляет собой вращающийся трансформатор с первичной обмоткой в ​​качестве статора (неподвижная часть) и вторичной обмоткой в ​​качестве ротора (вращающаяся часть).Ротор приводится в действие за счет электромагнитной индукции от обмотки статора.

Нет электрического соединения с ротором. Не используются щетки, что также снижает электрические потери. Это самозапускающийся двигатель, который запускается в состоянии покоя. При увеличении нагрузки скорость асинхронного двигателя уменьшается.

Различия между синхронным и асинхронным двигателем
Синхронный двигатель Асинхронный двигатель
Он работает с постоянной скоростью, известной как синхронная скорость для заданной частоты, даже после увеличения нагрузки Хотя его скорость зависит не только от частоты сети, она уменьшается с увеличением нагрузки
Не имеет возможности регулирования скорости Его скорость можно регулировать с помощью отдельной цепи.
Это не самозапускающийся двигатель; ему нужны внешние средства для обеспечения необходимой (синхронной) скорости. Это самозапускающийся двигатель, он запускается из состояния покоя до полной скорости без каких-либо других источников.
Может работать как с запаздывающим, так и с опережающим коэффициентом мощности, который изменяется при изменении возбуждения Он работает только с отстающим коэффициентом мощности, и его нельзя контролировать.
Требует отдельного возбуждения постоянного тока для обмоток ротора Он не требует возбуждения постоянным током, так как ротор питается от индукции.
Крутящий момент не меняется при изменении сетевого напряжения Крутящий момент зависит от сетевого напряжения.
Лучший кандидат для низкоскоростных приложений Отлично подходят для высокоскоростных приложений
Более дорогой и сложный, с высокой эффективностью и требующий частого обслуживания Дешевле по сравнению с синхронным двигателем с низким КПД и требует минимального обслуживания.

16 Основные различия между синхронным двигателем и асинхронным двигателем

В этом посте мы узнаем разницу между двумя типами двигателей переменного тока.Это два двигателя переменного тока - синхронный двигатель и асинхронный двигатель.

Если вы готовитесь к экзамену, viva или собеседованию, вам будут заданы вопросы, связанные с синхронным и асинхронным двигателем. Это очень важные темы в электротехнике.

Вас часто просят сравнить эти два типа двигателей.

Здесь я сравниваю синхронный двигатель и асинхронный двигатель с их характеристиками, функциями, приложениями и примерами.

Примечание: Асинхронный двигатель называется асинхронным двигателем.

Разница между синхронным и асинхронным двигателями [табличный формат]

Давайте рассмотрим сравнение обоих двигателей переменного тока (синхронного и асинхронного).

Старший № Содержание Синхронный двигатель Асинхронный двигатель
01 Определение Электромагнитный двигатель, преобразующий электрическую энергию в механическую работу с постоянной скоростью , называется синхронным двигателем. Электромагнитный двигатель, преобразующий электрическую энергию в механическую работу с переменной скоростью , называется асинхронным двигателем.
02 Двигатель Скорость Синхронный двигатель работает с синхронной скоростью . Асинхронный двигатель работает с несинхронной скоростью .
03 Принцип Синхронный двигатель работает по принципу « Magnetic Locking ». Асинхронный двигатель работает по принципу « электромагнитной индукции ».
04 Исходное положение Это несамозапускаемый двигатель серии . Это самозапускающийся двигатель. (особенно трехфазный асинхронный двигатель)
05 Подключенное питание

(питание переменного и постоянного тока)

Он состоит из двух основных частей - статора и ротора.

Статор подключается к трехфазному источнику переменного тока, а ротор подключается к источнику постоянного тока соответственно.

Точно так же он также состоит из двух основных частей - статора и ротора.

Единственный статор подключается к трехфазному источнику переменного тока.

06 Система возбуждения

(источник постоянного тока для ротора)

Синхронному двигателю требуется система возбуждения постоянного тока (или первичный двигатель) для запуска двигателя (т.е. для вращения ротора). Асинхронный двигатель не требует системы возбуждения для запуска двигателя.
07 Строительство Конструкция синхронного двигателя очень сложна. Конструкция асинхронного двигателя относительно проста.
08 Относительное движение Для синхронного двигателя относительное движение между статором и ротором не требуется. Для асинхронного двигателя требуется относительное движение между статором и ротором.
09 Клинья

(Разница между скоростью вращения магнитного поля и скоростью ротора)

Проскальзывание нуля (S = 0) происходит в синхронном двигателе. различное скольжение происходит в асинхронном двигателе.
10

Скорость двигателя

(об / мин)

Скорость 150 до 1800 об / мин. синхронной скорости. Он работает со скоростью менее 1500 об / мин. синхронная скорость.
11 Коэффициент мощности Он имеет единиц или с запаздыванием или с опережающим коэффициентом мощности .

В основном работает с единичным коэффициентом мощности.

Он имеет только , отстающий коэффициент мощности .
12 КПД

(отношение выходной мощности к входной)

Синхронный двигатель имеет более высокий КПД мощности благодаря единичному или опережающему коэффициенту мощности. Асинхронный двигатель менее эффективен, чем синхронный двигатель.
13 Использует Используется для коррекции коэффициента мощности, обслуживания нагрузки с постоянной скоростью, регулирования напряжения линии передачи и т. Д. В основном используется в промышленности.
14 Стоимость Этот двигатель на дороже на , чем асинхронный двигатель. Этот двигатель на дешевле синхронного двигателя на .
15 Техническое обслуживание Требуется максимум обслуживания. Требуется минимум техобслуживания.
16 Пример Вентилятор, нагнетательный вентилятор, сушилка - пример синхронного двигателя. Конвейерная лента, прокатный стан, смеситель, измельчитель являются примером асинхронного двигателя.

В трубчатой ​​форме я рассмотрел большинство тем, связанных с разницей между синхронным и асинхронным двигателем.Надеюсь, это поможет вам при подготовке к экзамену или собеседованию.

Связанные сравнения:

Если у вас есть какие-либо вопросы, напишите мне в разделе комментариев ниже.

Спасибо за чтение!

Если вы цените то, что я делаю здесь, в DipsLab, вам следует принять во внимание:

DipsLab - это самый быстрорастущий и пользующийся наибольшим доверием сайт сообщества инженеров по электротехнике и электронике. Все опубликованные статьи доступны БЕСПЛАТНО всем.

Если вам нравится то, что вы читаете, пожалуйста, купите мне кофе (или 2) в знак признательности.

Это поможет мне продолжать оказывать услуги и оплачивать счета.

Я благодарен за вашу бесконечную поддержку.

Я получил степень магистра в области электроэнергетики. Я работаю и пишу технические руководства по ПЛК, программированию MATLAB и электрике на портале DipsLab.com.

Я рад поделиться своими знаниями в этом блоге. А иногда вникаю в программирование на Python.

различий между синхронным асинхронным двигателем - Cute766

Различия между синхронными асинхронными двигателями

Двигатели переменного тока можно разделить на две основные категории (i) синхронные двигатели и (ii) асинхронные двигатели.Асинхронный двигатель обычно называют асинхронным двигателем. оба типа сильно отличаются друг от друга. Основные различия между синхронным двигателем и асинхронным двигателем обсуждаются ниже. конструктивная разница. В этом посте мы узнаем разницу между двумя типами двигателей переменного тока. Этими двумя двигателями переменного тока являются - синхронный двигатель и асинхронный двигатель. если вы готовитесь к экзамену, виве или собеседованию, вам будут заданы вопросы, связанные с синхронным и асинхронным двигателем.Разница между трехфазным асинхронным двигателем и синхронным двигателем: трехфазный синхронный двигатель - это машина с двойным возбуждением, тогда как асинхронный двигатель - это машина с одним возбуждением. Обмотка якоря синхронного двигателя питается от источника переменного тока, а его обмотка возбуждения - от источника постоянного тока. Двигатель, который преобразует переменный ток в механическую энергию с помощью явления электромагнитной индукции, называется двигателем переменного тока. В основном двигатель переменного тока подразделяется на два типа. это синхронный двигатель переменного тока и асинхронный двигатель переменного тока.в этом блоге мы говорим о разнице между синхронным и асинхронным двигателем переменного тока с помощью различных факторов, таких как тип. Напротив, рассмотрим синхронный двигатель. здесь ротор вращается с той же скоростью, то есть синхронно, с магнитным полем статора. Как и асинхронный двигатель, синхронный двигатель переменного тока также содержит статор и ротор. обмотки статора также подключаются к источнику переменного тока, как в асинхронном двигателе.

Разница между синхронным двигателем и асинхронным

В двух словах, крутящий момент в асинхронном двигателе создается из-за относительной скорости, тогда как в синхронном двигателе производство крутящего момента происходит из-за углового отставания между двумя полями.базовый. Основное различие между синхронными и асинхронными двигателями заключается в том, что синхронный двигатель вращается точно синхронно с частотой сети. Кроме того, синхронный двигатель не использует индукцию тока для создания магнитного поля ротора. Различия между синхронным и асинхронным двигателем. синхронный двигатель: асинхронный двигатель: он работает с постоянной скоростью, известной как синхронная скорость для данной частоты, даже после увеличения нагрузки: хотя его скорость зависит не только от частоты сети, она уменьшается с увеличением нагрузки.Асинхронный двигатель и синхронный двигатель - это двигатели переменного тока. Асинхронный двигатель широко используется в промышленности. синхронный двигатель всегда работает на синхронной скорости. В этой статье мы объясним разницу между асинхронным двигателем и синхронным двигателем. Разница между серводвигателем и асинхронным двигателем Разница между синхронным и асинхронным двигателем Разница между pwr и bwr разница между активными и пассивными компонентами разница между генератором переменного и постоянного тока. в рубриках: электрические теги: асинхронный двигатель, синхронный двигатель.

Разница между синхронным двигателем и асинхронным двигателем

Синхронная скорость двигателя равна ns = 120f p для данной частоты синхронный двигатель работает с постоянной скоростью (синхронная скорость), скорость двигателя не зависит от нагрузки двигателя. везде, где скорость асинхронного двигателя уменьшается по мере увеличения нагрузки двигателя. Синхронный двигатель: всегда вращается с синхронной скоростью и его скольжение = 0; асинхронный двигатель: его скольжение всегда больше нуля, но меньше 1; другие отличия.По своей конструкции синхронный двигатель сложен, он требует большего обслуживания и обслуживания, чем асинхронный двигатель. Двигатели переменного тока, например, можно разделить на синхронные и асинхронные (также известные как асинхронные). в то время как оба работают от переменного тока (хотя синхронный также использует постоянный ток), их создание, работа и использование совершенно разные. Асинхронный двигатель всегда работает со скоростью ниже синхронной. Асинхронный двигатель всегда работает с запаздывающим коэффициентом мощности, и при небольших нагрузках коэффициент мощности асинхронного двигателя будет очень низким. быть управляемым, но ограниченным.Основное различие между синхронным генератором и индукционным генератором заключается в связи между скоростью ротора и частотой переменного тока, генерируемой машиной. для синхронной машины частота синхронна скорости. для асинхронной машины частота не более пропорциональна скорости.

Август 2014 Фото Электротехника

Основное отличие состоит в том, что асинхронный двигатель - это асинхронная машина, тогда как другой, как следует из названия, является синхронной машиной.Основное различие Основное различие между асинхронным двигателем и синхронным двигателем заключается в том, что скорость асинхронного двигателя постоянно меняется в зависимости от нагрузки, тогда как синхронный двигатель всегда работает с синхронной скоростью. Асинхронный двигатель против синхронного. Асинхронный двигатель также считается синхронным двигателем. Основное различие между асинхронным двигателем и синхронным двигателем состоит в том, что в синхронных двигателях роторы вращаются с той же скоростью, с которой вращается магнитное поле, тогда как роторы асинхронных двигателей вращаются со скоростью, меньшей, чем скорость вращения магнитного поля.что такое синхронный двигатель. Двигатели переменного тока в основном бывают двух типов: один - синхронный двигатель, а другой - асинхронный. асинхронный двигатель также известен как асинхронный двигатель. Оба двигателя являются широко используемыми электродвигателями. хотя существует большой список различий между этими двумя двигателями, но здесь мы узнаем о некоторых основных и основных различиях, указанных ниже: синхронный двигатель. Разница между синхронным и асинхронным двигателем объясняется с учетом таких факторов, как его тип, скольжение, потребность в дополнительном источнике питания, потребность в контактном кольце и щетках, их стоимость, эффективность, коэффициент мощности, источник тока, скорость, самозапуск, влияние крутящего момента, поскольку изменения напряжения, их скорости работы и различных приложений как синхронных, так и.

Разница между синхронным двигателем и асинхронным двигателем между

Разница между синхронным двигателем и асинхронным двигателем между асинхронным двигателем и синхронным двигателем. # Асинхронный двигатель # синхронный двигатель # обучение технике # кон. 1 установил асинхронный двигатель с ротором синхронного двигателя, в отличие от очень простой полки. 2 конструкция двигателя проста. 3 вероятность увеличения нагрузки на них велика.Асинхронный двигатель против синхронного двигателя || разница между синхронным и асинхронным этот видео о разнице между синхронным и асинхронным двигателем. Прочие отличия. синхронным двигателям необходим дополнительный источник постоянного тока для питания обмотки ротора. в то время как асинхронные двигатели никогда не требуют дополнительных источников энергии. В синхронных двигателях требуются контактные кольца и щетки. но не в асинхронном двигателе (за исключением асинхронного двигателя с обмоткой, в котором электродвигатели с контактным кольцом используются для добавления внешнего сигнала. Разница между синхронным генератором и асинхронным генератором в синхронном генераторе, форма волны генерируемого напряжения синхронизирована (напрямую соответствует) скорости ротора .выходная частота может быть задана как f = n * p 120 Гц. где n - частота вращения ротора в об / мин, p - количество полюсов.

Асинхронный двигатель против синхронного двигателя || Разница между синхронным и асинхронным

Разница между синхронным двигателем и асинхронным двигателем 13 сентября 2018 г. 1 июня 2016 г. Основное различие между асинхронным двигателем и синхронным двигателем заключается в том, что асинхронный двигатель является асинхронной машиной, тогда как другой, как следует из названия, является синхронной машиной.Различия между синхронным двигателем и асинхронным двигателем В следующей таблице показаны основные различия между синхронным двигателем и асинхронным (индукционным) двигателем. Вывод этой статьи заключается в том, что синхронные двигатели эффективны, но дороже и используются для приложений со сверхнизкими оборотами, предлагая при этом функцию коррекции коэффициента мощности.

Различия между синхронным двигателем и асинхронным двигателем?

Двигатели переменного тока в основном бывают двух типов: один - синхронный, а другой - асинхронный.Асинхронный двигатель также известен как асинхронный двигатель. Оба двигателя - это широко используемые электродвигатели. Несмотря на то, что существует большой список различий между этими двумя двигателями, здесь мы изучим некоторые основные и важные различия, как указано ниже:

Синхронный двигатель

- Синхронный двигатель работает с постоянной скоростью, то есть с синхронной скоростью
- Требуется синхронный двигатель постоянного тока возбуждение к его ротору.
- Не запускается автоматически.
- Коэффициент мощности можно изменить с запаздывающего на опережающий и наоборот.
- Скорость синхронного двигателя постоянна при любой нагрузке.
- Синхронный двигатель вращается из-за магнитной блокировки между полюсами ротора и полюсами статора.
- Синхронный двигатель стоит дорого и требует регулярного обслуживания.

Асинхронный двигатель

- Асинхронный двигатель всегда работает со скоростью ниже синхронной.
- Асинхронный двигатель не требует дополнительного источника возбуждения постоянного тока.
- Самозапускается.
- Асинхронный двигатель всегда работает с отстающим коэффициентом мощности.
- Когда нагрузка на асинхронный двигатель увеличивается, его скорость уменьшается.
- Трехфазный асинхронный двигатель работает по принципу индукции.
- Он дешевле и требует меньше обслуживания.

Синхронный генератор

Переменное напряжение генерируется в одном проводе или катушке якоря, вращающихся в однородном магнитном поле с неподвижными полюсами. Переменное напряжение также будет генерироваться в неподвижных проводниках якоря, когда полюса поля вращаются мимо проводников. Таким образом, мы видим, что пока существует относительное движение между проводником якоря и потоком поля, в проводниках якоря будет генерироваться напряжение.В обоих случаях форма волны напряжения представляет собой синусоидальную кривую.

В генераторах постоянного тока полюса возбуждения неподвижны, а проводник якоря вращается, напряжение, генерируемое в проводнике якоря, имеет переменный характер. Это генерируемое напряжение, генерируемое переменным напряжением, преобразуется в постоянное напряжение на щетках с помощью компьютерного коммутатора.

Генераторы переменного тока обычно называют генераторами переменного тока. Их еще называют синхронными генераторами. Вращающиеся машины, которые вращаются со скоростью, фиксированной частотой питающей сети и числом полюсов, называются синхронными машинами.
Синхронный генератор - это машина для преобразования механической энергии первичного двигателя в электрическую энергию переменного тока с определенным напряжением и частотой. Синхронный двигатель - это синхронная машина, которая преобразует электрическую энергию в механическую. Синхронные генераторы обычно бывают трехфазными из-за нескольких преимуществ трехфазного генерирования, передачи и распределения

Производство синусоидальной переменной ЭДС
Когда ротор вращается с помощью некоторого начального усилия по проводнику якоря, магнитный поток сокращается, поэтому ЭДС уменьшается. индуцированная в проводниках якоря из-за эффекта электромагнитной индукции, когда проводник находится напротив нейтральной плоскости, наведенная ЭДС в нем минимальна, поскольку плотность потока максимальна там, когда проводник находится напротив середины полюса, ЭДС, индуцированная в нем, является максимальной.Направление индуцированной ЭДС зависит от названия полюсов, влияющих на проводник в любой данный момент, индуцируется ли переменная ЭДС в проводниках, которая проходит один полный цикл на угловом расстоянии, равном удвоенному шагу полюсов.

Асинхронный двигатель

Трехфазный асинхронный двигатель является наиболее распространенным типом двигателей переменного тока. Он очень часто используется для промышленных приводов, поскольку он дешев, прочен, эффективен и надежен. Обладает хорошими скоростными характеристиками и высоким пусковым моментом.Он требует небольшого обслуживания и имеет разумную перегрузочную способность. Многофазный асинхронный двигатель является наиболее широко используемым двигателем переменного тока. Он отличается от двигателей других типов тем, что обмотка ротора не имеет электрических соединений с каким-либо источником питания. Затем необходимое напряжение и ток в цепи создаются индукцией от обмотки статора. Именно поэтому его называют асинхронным двигателем. Асинхронные двигатели по существу состоят из неподвижной части, известной как прямая, и вращающейся части, известной как ротор.

Статор: Статор асинхронного двигателя аналогичен конструкции трехфазного синхронного генератора переменного тока. В многофазных асинхронных двигателях обмотка статора обычно рассчитана на трехфазное питание. Передняя часть которой лучше разработана для конкретной машины, она намотана на определенное количество полюсов в соответствии с требованиями скорости.

Ротор: Ротор, используемый в трехфазном асинхронном двигателе, может быть любого из двух типов, а именно: корпус шкалы или тип связующего ротора с короткозамкнутым ротором и ротор с намоткой.

Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором: Почти 90% асинхронных двигателей оснащены короткозамкнутым ротором из-за его очень простой и прочной конструкции. Ротор асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором состоит из многослойного сердечника с проводником, расположенным параллельно поверхность сердечника.

Ротор с обмоткой: как следует из названия, такой ротор намотан с изолированной обмоткой, аналогичной обмотке ротора, и для того же количества полюсов, что и обмотка статора, обмотка ротора всегда трехфазная, даже если экран находится на 2 фаза.Обмотка выполнена в пазах и соединена одним концом с контактным кольцом из лесной бронзы и валом ротора.

Принцип работы
В двигателе постоянного тока ток забирается из источника питания и проходит в проводник якоря через щетки и коммутатор, проводник якоря переносит ток в магнитном поле, создаваемом цепью возбуждения, на проводник передается сила, которая может перемещать их под прямым углом к ​​полю.
Хотя в асинхронном двигателе нет электрических аккумуляторов к ротору, но в цепях ротора индуцируется ток, и поэтому существуют те же условия, что и в двигателе постоянного тока i.е. проводники ротора переносят ток в магнитном поле и, таким образом, на них действует сила, которая стремится сдвинуть их под прямым углом к ​​полю.

Асинхронный двигатель Вопрос:
Найти значение скольжения?

Решение:

Синхронная скорость (Ns) = 1500, потому что Ns = 120 * f / P
Скорость ротора (Nr) = 1400

Slip = (Ns - Nr) / Ns

Slip = 100 / 1500 = 0,066

Следовательно, значение скольжения равно 0.066 или 6,6%.

Разница между двигателями BLDC и синхронными двигателями переменного тока

Короткий ответ: бесщеточные двигатели постоянного тока (BLDC) и синхронные двигатели переменного тока похожи по конструкции и работе. Некоторые производители и эксперты даже группируют их вместе как аналогичные технологии в категории «синхронных двигателей с постоянными магнитами». Однако их ключевое отличие заключается в обмотках катушки статора и возникающей в результате форме волны обратной ЭДС каждого двигателя. Это дает им отличные рабочие характеристики и диктует отдельные методы вождения для каждого.

Сходства в строительстве

Несмотря на специфичность названий, двигатели BLDC и синхронные двигатели переменного тока являются бесщеточными и работают на синхронных скоростях. Бесщеточные означает, что они полагаются на электронику (обычно датчики на эффекте Холла), а не на механические щетки, для управления током, подаваемым на обмотки. А синхронный означает, что их магнитные поля ротора и статора вращаются с одинаковой частотой или с синхронной скоростью

.

И BLDC, и синхронные двигатели переменного тока имеют постоянные магниты (обычно четыре или более), установленные на роторе.Магниты ротора могут быть либо ферритовыми, которые менее дороги, но имеют относительно низкую магнитную индукцию, либо из редкоземельных сплавов (таких как неодим), которые имеют более высокую плотность магнитного потока, но являются дорогостоящими для некоторых применений. Статор изготовлен из стальных пластин с обмотками (обычно тремя), размещенными в пазах, вырезанных в осевом направлении в пластинах.

Трехфазный синхронный двигатель с одним ротором на постоянных магнитах.
Изображение предоставлено: Texas Instruments Incorporated.

Постоянные магниты ротора создают поток ротора, а ток, подаваемый на обмотки статора, создает электромагнитные полюса.Когда положение ротора таково, что полюс N ротора находится рядом с полюсом N статора, полюса отталкиваются друг от друга, и создается крутящий момент.

Отличия в работе и производительности
Противо-ЭДС (Vc) - это напряжение, генерируемое вращением двигателя. Он противодействует приложенному напряжению (Va) и уменьшает ток, протекающий через катушки.
Изображение предоставлено: д-р Дж. Р. Уайт, profjrwhite.com

В двигателях BLDC обмотки статора намотаны трапецеидально, а создаваемая обратная ЭДС имеет трапециевидную форму волны.Из-за их трапециевидной формы волны требуется постоянный ток для обеспечения наилучших характеристик двигателей BLDC. Напротив, синхронные двигатели переменного тока имеют синусоидальную намотку и создают синусоидальную обратную ЭДС, поэтому для достижения наилучших характеристик им требуется синусоидальный ток возбуждения.

Тип управляющего тока также влияет на уровень шума, производимого двигателем. Трапецеидальный ток возбуждения, используемый двигателями BLDC, имеет тенденцию производить большее количество звуковых и электрических шумов по сравнению с синхронными двигателями переменного тока с синусоидальным приводом.

Синусоидальная (слева) и трапецеидальная (справа) формы волны тока для синхронных двигателей переменного тока и BLDC соответственно.
Изображение предоставлено: STMicroelectronics

Коммутация, которая представляет собой акт переключения фазных токов двигателя для возбуждения соответствующей катушки статора, определяется положением ротора. В двигателях BLDC положение ротора обычно контролируется тремя датчиками Холла, а коммутация достигается за шесть шагов или каждые 60 электрических градусов. Поскольку коммутация не является непрерывной, пульсация крутящего момента возникает при каждой коммутации фаз (каждые 60 градусов).

Синхронные двигатели переменного тока

получают выгоду от непрерывного контроля положения ротора с помощью одного датчика Холла или датчика вращения в сочетании с управляющей логикой. Поскольку их коммутация является непрерывной, синхронные двигатели переменного тока могут работать без пульсаций крутящего момента, характерных для двигателей BLDC. Однако синусоидальная коммутация требует более сложных алгоритмов управления, чем трапецеидальная коммутация.

Хотя их конструкция практически идентична, разница в токе возбуждения и обратной ЭДС между BLDC и синхронными двигателями переменного тока является существенным различием.Применение соответствующего управляющего тока и управления является важным фактором их работы и производительности.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *