Hur skiljer sig induktionsmotorer från synkronmotorer?

I den här artikeln kommer vi att titta på de viktigaste skillnaderna mellan synkrona elmotorer och induktionsmotorer så att alla som läser dessa rader tydligt kan förstå dessa skillnader.

Asynkrona motorer är mer utbredda idag, men i vissa situationer är synkronmotorer mer lämpliga, mer effektiva för att lösa specifika industri- och produktionsproblem, detta kommer att diskuteras nedan.

Låt oss först komma ihåg vad en elmotor är. Elektrisk motor kallas en elektrisk maskin, utformad för att omvandla elektrisk energi till mekanisk rotationsenergi för rotorn och fungerar som en drivning för någon mekanism, till exempel för att driva en kran eller en pump.

Tillbaka i skolan fick alla höra och visa hur två magneter stöter bort från polerna med samma namn, och från de motsatta polerna - de attraherar. Det permanentmagneter… Men det finns också variabla magneter. Alla minns en ritning med en ledande ram placerad mellan polerna på en permanent magnet i form av en hästsko.

En horisontellt placerad ram, om en likström flyter genom den, kommer att bli magnetfältet hos en permanentmagnet under verkan av ett par krafter (Ampere styrka) tills en upprätt jämvikt uppnås.

Om en likström sedan leds genom ramen i motsatt riktning kommer ramen att rotera ytterligare. Som ett resultat av en sådan alternerande tillförsel av ramen med likström i en eller annan riktning uppnås en kontinuerlig rotation av ramen. Ramen här är en analog av en variabel magnet.

Ovanstående exempel med en roterande ram i sin enklaste form demonstrerar principen för driften av en synkron elektrisk motor. Varje rotorsynkronmotor har fältlindningar som matas med likström som bildar rotorns magnetfält. Statorn på en synkron elmotor innehåller en statorlindning som bildar statorns magnetfält.

När växelström tillförs statorlindningen kommer rotorn att rotera med en frekvens som motsvarar frekvensen av strömmen i statorlindningen. Rotorns hastighet kommer att vara synkron med frekvensen av statorlindningsströmmen, varför en sådan elmotor kallas synkron. Rotormagnetfältet genereras av strömmen, inte inducerat av statorfältet, så synkronmotorn kan hålla synkront nominellt varvtal oavsett belastningseffekt, naturligtvis inom rimliga gränser.

En induktionsmotor skiljer sig i sin tur från en synkronmotor. Om vi ​​minns bilden i ramen och ramen helt enkelt är kortsluten, då magneten roterar runt ramen kommer strömmen som induceras i ramen att skapa ett magnetfält på ramen och ramen kommer att försöka komma ikapp med magnet.

Hastigheten på ramen under mekanisk belastning kommer alltid att vara mindre än magnetens hastighet och därför kommer frekvensen inte att vara synkron. Detta enkla exempel visar hur en induktionsmotor fungerar.

I en asynkron elektrisk motor bildas det roterande magnetfältet av en växelström från statorlindningen i dess kanaler. Rotorn på en typisk induktionsmotor har inte lindningar som sådan, istället har den kortslutna stänger (ekorrotor), en sådan rötor kallas för ekorrotor. Det finns också fasrotorinduktionsmotorer, där rotorn innehåller lindningar, vars resistans och ström kan styras av en reostat.

Så vad är den största skillnaden mellan induktionsmotor och synkronmotor? Utåt är de lika, ibland kommer till och med en specialist inte att skilja en synkron elektrisk motor från en asynkron med externa egenskaper. Den största skillnaden ligger i designen av rotorerna. Induktionsmotorns rotor är inte försedd med ström, och polerna på den induceras av statorns magnetfält.

Rotorn på en synkronmotor har en oberoende driven fältlindning. Statorerna för en synkron och asynkron motor är anordnade på samma sätt, funktionen i varje fall är densamma - att skapa ett roterande magnetfält på statorn.

Hastigheten hos en induktionsmotor under belastning släpar alltid efter rotationen av statorns magnetfält med mängden slirning, medan hastigheten på synkronmotorn är lika i frekvens som "varvtalet" för statorns magnetfält, därför, om hastigheten ska vara konstant under olika belastningar, det är att föredra att välja en synkronmotor, till exempel i Giljotinskjuvdriften är bäst lämpad för sin uppgift av en kraftfull synkronmotor.

Användningsområdet för asynkronmotorer idag är mycket brett. Det här är alla typer av maskiner, transportörer, fläktar, pumpar — all den där utrustningen där lasten är relativt stabil eller minskningen av lasthastigheten inte är avgörande för arbetsprocessen.

Vissa kompressorer och pumpar kräver konstant hastighet vid vilken belastning som helst; synkronmotorer är installerade på sådan utrustning.

Synkronmotorer är dyrare att tillverka än asynkronmotorer, så om det finns ett val och en liten minskning av hastigheten under belastning inte är kritisk, får de en asynkronmotor.

Synkrona elmotorer används ofta i elektriska drivningar som inte kräver varvtalsreglering. Jämfört med asynkronmotorer har de ett antal fördelar:

• högre effektivitet;

• möjligheten att producera motorer med låg rotationshastighet, vilket gör det möjligt att överge mellanliggande växlar mellan motorn och arbetsmaskinen;

• motorhastigheten beror inte på dess axelbelastning;

• möjligheten att använda reaktiv effekt som kompensationsanordningar.

Synkrona elmotorer kan vara konsumenter och generatorer responsiv kraft... Arten och värdet av den reaktiva effekten hos en synkronmotor beror på storleken på strömmen i fältlindningen. Beroendet av strömmen i lindningen som matar spänningen till det elektriska nätverket på excitationsströmmen kallas den U-formade karaktäristiken för en synkronmotor. Vid 100 % motoraxelbelastning är dess cosinus phi är lika med 1. I detta fall förbrukar inte elmotorn reaktiv effekt från det elektriska nätverket. I detta fall har strömmen i statorlindningen ett minimivärde.