Kā asinhronie motori atšķiras no sinhronajiem motoriem?

Šajā rakstā mēs apskatīsim galvenās atšķirības starp sinhronajiem elektromotoriem un asinhronajiem motoriem, lai ikviens, kas lasa šīs rindas, varētu skaidri saprast šīs atšķirības.

Asinhronie motori mūsdienās ir izplatītāki, taču dažās situācijās sinhronie motori ir piemērotāki, efektīvāki konkrētu rūpniecības un ražošanas problēmu risināšanai, par to tiks runāts tālāk.

Vispirms atcerēsimies, kas ir elektromotors. Elektromotors sauc par elektrisko mašīnu, kas paredzēta, lai pārveidotu elektrisko enerģiju rotora rotācijas mehāniskajā enerģijā un kalpo kā piedziņa kādam mehānismam, piemēram, celtņa vai sūkņa piedziņai.

Vēl skolas laikos visiem stāstīja un rādīja, kā divi magnēti atgrūž no tāda paša nosaukuma poliem, bet no pretējiem – pievelk. to pastāvīgie magnēti… Bet ir arī mainīgi magnēti. Ikviens atceras zīmējumu ar vadošu rāmi, kas atrodas starp pastāvīgā magnēta poliem pakava formā.

Horizontāli novietots rāmis, ja caur to plūst līdzstrāva, spēku pāra iedarbībā kļūs par pastāvīgā magnēta magnētisko lauku (Ampera spēks), līdz tiek sasniegts vertikālais līdzsvars.

Ja caur rāmi pretējā virzienā tiek izlaista līdzstrāva, rāmis griezīsies tālāk. Šādas rāmja maiņstrāvas padeves rezultātā ar līdzstrāvu vienā vai otrā virzienā tiek panākta nepārtraukta rāmja rotācija. Šeit redzamais rāmis ir mainīga magnēta analogs.

Iepriekš minētais piemērs ar rotējošu rāmi visvienkāršākajā formā parāda sinhronā elektromotora darbības principu. Katram rotora sinhronajam motoram ir lauka tinumi, kas tiek piegādāti ar līdzstrāvu, kas veido rotora magnētisko lauku. Sinhronā elektromotora stators satur statora tinumu, kas veido statora magnētisko lauku.

Ja statora tinumam tiek pievadīta maiņstrāva, rotors griezīsies ar frekvenci, kas atbilst strāvas frekvencei statora tinumā. Rotora ātrums būs sinhrons ar statora tinuma strāvas frekvenci, tāpēc šādu elektromotoru sauc par sinhronu. Rotora magnētisko lauku ģenerē strāva, nevis statora lauks, tāpēc sinhronais motors spēj uzturēt sinhrono nominālo ātrumu neatkarīgi no slodzes jaudas, protams, saprātīgās robežās.

Asinhronais motors savukārt atšķiras no sinhronā motora. Ja atceramies attēlu kadrā un kadrā ir vienkārši īssavienojums, tad, magnētam griežoties ap rāmi, kadrā inducētā strāva radīs uz kadra magnētisko lauku un kadrs mēģinās panākt magnēts.

Rāmja ātrums pie mehāniskās slodzes vienmēr būs mazāks par magnēta ātrumu un tāpēc frekvence nebūs sinhrona. Šis vienkāršais piemērs parāda, kā darbojas asinhronais motors.

Asinhronajā elektromotorā rotējošo magnētisko lauku veido statora tinuma maiņstrāva, kas atrodas tā kanālos. Tipiska indukcijas motora rotoram nav tinumu kā tādu, tā vietā ir īssavienoti stieņi (vāveres rotors), šādu rotoru sauc par vāveres rotoru. Ir arī fāzes rotoru indukcijas motori, kur rotorā ir tinumi, kuru pretestību un strāvu var kontrolēt ar reostatu.

Tātad, kāda ir galvenā atšķirība starp indukcijas motoru un sinhrono motoru? Ārēji tie ir līdzīgi, dažreiz pat speciālists pēc ārējām īpašībām neatšķirs sinhrono elektromotoru no asinhronā. Galvenā atšķirība ir rotoru konstrukcijā. Asinhronā motora rotors netiek piegādāts ar strāvu, un uz tā esošos stabus inducē statora magnētiskais lauks.

Sinhronā motora rotoram ir neatkarīgi darbināms lauka tinums. Sinhronā un asinhronā motora statori ir izvietoti vienādi, funkcija katrā gadījumā ir viena - radīt uz statora rotējošu magnētisko lauku.

Indukcijas motora ātrums zem slodzes vienmēr atpaliek no statora magnētiskā lauka griešanās par slīdēšanas lielumu, savukārt sinhronā motora ātrums pēc frekvences ir vienāds ar statora magnētiskā lauka "apgriezienu", tādēļ, ja ātrumam jābūt nemainīgam pie dažādām slodzēm, vēlams izvēlēties sinhrono motoru, piemēram, Giljotīnas bīdes piedziņa ir vislabāk piemērota savam uzdevumam ar jaudīgu sinhrono motoru.

Asinhrono motoru pielietojuma joma mūsdienās ir ļoti plaša. Tās ir visdažādākās mašīnas, konveijeri, ventilatori, sūkņi — visas tās iekārtas, kur slodze ir samērā stabila vai slodzes ātruma samazināšana nav būtiska darba procesam.

Dažiem kompresoriem un sūkņiem ir nepieciešams nemainīgs ātrums pie jebkuras slodzes; uz šādām iekārtām ir uzstādīti sinhronie motori.

Sinhrono motoru izgatavošana ir dārgāka nekā asinhrono motoru, tādēļ, ja ir izvēle un neliels ātruma samazinājums pie slodzes nav kritisks, tie iegūst asinhrono motoru.

Sinhronie elektromotori tiek plaši izmantoti elektriskajās piedziņās, kurām nav nepieciešama ātruma kontrole. Salīdzinot ar asinhronajiem motoriem, tiem ir vairākas priekšrocības:

• augstāka efektivitāte;

• iespēja ražot dzinējus ar zemu rotācijas ātrumu, kas ļauj atteikties no starppārvadiem starp dzinēju un darba mašīnu;

• dzinēja apgriezienu skaits nav atkarīgs no tā vārpstas slodzes;

• iespēja izmantot reaktīvo jaudu kā kompensācijas ierīces.

Sinhronie elektromotori var būt patērētāji un ģeneratori reaktīvā jauda... Sinhronā motora reaktīvās jaudas raksturs un vērtība ir atkarīga no strāvas lieluma lauka tinumā. Strāvas atkarību tinumā, kas piegādā spriegumu elektrotīklam, no ierosmes strāvas sauc par sinhronā motora U veida raksturlielumu. Pie 100% motora vārpstas slodzes tā kosinuss phi vienāds ar 1. Šajā gadījumā elektromotors nepatērē reaktīvo jaudu no elektrotīkla. Šajā gadījumā strāvai statora tinumā ir minimālā vērtība.