I de elektriska systemen använder vi antingen inom industrier, kraftverk eller inhemska behov, motorer och generatorer har blivit en vanlig sak. Med efterfrågan på högeffektiva och mindre energiförbrukande system ses uppfinningen av nya modeller av dessa elektriska apparater. Den grundläggande beräkningsfaktorn för motorer och generatorer är tillförlitlig drift Effektfaktor . Det är förhållandet mellan applicerad effekt och erforderlig effekt. Vanligtvis beräknas den totala energiförbrukningen i industrier och fabriker baserat på effektfaktorn. Så effektfaktorn bör alltid bibehållas på enhet. Men på grund av ökningen av reaktiv effekt i dessa enheter minskar effektfaktorn. För att upprätthålla effektfaktor på enhet införs många metoder. Det synkrona motorkonceptet är ett av dem.
Vad är synkron motor?
Definitionen av synkronmotor säger att ”An AC-motor i vilken vid jämnt tillstånd är axelns rotation synkroniserad med frekvensen för applicerad ström ”. Den synkrona motorn fungerar som växelströmsmotor men här är det totala antalet rotationer som gjorts av axeln lika med heltalsmultipeln av frekvensen för den applicerade strömmen.
Synkron motor
Den synkrona motorn är inte beroende av induktionsström för arbete. I dessa motorer, till skillnad från induktionsmotor, finns flerfas växelströmsmagneter på staten r , som producerar ett roterande magnetfält. Här är rotorn av en permanentmagnet som synkroniseras med det roterande magnetfältet och roterar synkront med strömfrekvensen som appliceras på den.
Synkron motordesign
Stator och rotor är huvudkomponenter synkronmotorn. Här har statorramen omslagsplatta till vilken nyckelstänger och periferiska revben är fästa. Fot, ramfästen används för att stödja maskinen. För att excitera fältlindningar med DC används glidringar och borstar.
Cylindriska och runda rotorer används för 6-polig applikation. Viktiga polrotorer används när en större mängd poler krävs. Konstruktionen av den synkrona motorn och den synkrona generatorn är lika.
Synkron motorarbetsprincip
Arbetet med synkronmotorer beror på växelverkan mellan statorns magnetfält och rotorns magnetfält. Statorn innehåller trefaslindningar och levereras med 3-fasström. Således producerar statorlindning ett 3-fas roterande magnetfält. DC-matning ges till rotorn.
Rotorn träder in i det roterande magnetfältet som produceras av statorlindningen och roterar synkroniserat. Nu den motorns hastighet beror på frekvensen för den levererade strömmen.
Synkronmotorns varvtal styrs av frekvensen för den applicerade strömmen. Hastigheten på en synkronmotor kan beräknas som
Ns = 60f / P = 120f / p
där, f = frekvensen för växelströmmen (Hz)
p = totalt antal poler per fas
P = totalt parantal poler per fas.
Om belastningen är större än nedbrytningsbelastningen blir motorn desynkroniserad. 3-fasstatorlindningen ger fördelen att bestämma rotationsriktningen. Vid enfaslindning är det inte möjligt att härleda rotationsriktningen och motorn kan starta i någon av riktningarna. För att kontrollera rotationsriktningen i dessa synkronmotorer behövs startarrangemang.
Startmetoder för synkron motor
Rotorns tröghetsmoment hindrar stora synkronmotorer från att starta själv. På grund av rotorns tröghet är det inte möjligt för en rotor att synkronisera med statormagnetfältet i det ögonblick som kraften appliceras. Så det krävs ytterligare mekanismer för att hjälpa rotorn att synkroniseras.
Induktionslindning ingår i de stora motorerna som genererar tillräckligt vridmoment som krävs för acceleration. För mycket stora motorer används ponnimotor för att påskynda den olastade maskinen. Genom att ändra statorströmfrekvensen kan elektroniskt drivna motorer accelerera även från nollhastigheten.
För mycket små motorer, när rotorns tröghetsmoment och den mekaniska belastningen önskvärt är små, kan de starta utan några startmetoder.
Typer av synkron motor
Beroende på rotorns magnetiseringsmetod finns det två typer av synkronmotorer -
- Inte upphetsad.
- Likström Upphetsad.
Icke-upphetsad motor
I dessa motorer magnetiseras rotorn av det externa statorfältet. Rotorn innehåller ett konstant magnetfält. Högt retentivt stål som koboltstål används för att tillverka rotorn. Dessa klassificeras som en permanentmagnet, motvilja och hysteresmotorer.
- I permanentmagnet-synkronmotorer används en permanentmagnet tillsammans med stål för rotordesign. De har ett konstant magnetfält i rotorn, så induktionslindning kan inte användas för start. Används som växellösa hissmotorer.
Permanent magnet synkron motor
- I motståndsmotorn består rotorn av stålgjutning med utskjutande poler. För att minimera vridmomentens krusningar är rotorstolparna mindre än statorpolar. Innehåller ekorrburslindning för att ge rotorn startmoment. Används i instrumentapplikationer.
- Hysteresemotorer är självstartande motorer. Här är rotorn en slät cylinder som består av magnetiskt hårt koboltstål med hög koercivitet. Dessa motorer är dyra och används där exakt konstant hastighet krävs. Används vanligtvis som servomotorer.
DC-ström upphetsad motor
Här exciteras rotorn med den likström som matas direkt genom glidringar. AC-induktion och likriktare används också. Dessa har vanligtvis stora storlekar som större än 1 hästkrafter etc.
Tillämpningar av synkrona motorer
vanligtvis, synkrona motorer används för applikationer där exakt och konstant hastighet krävs. Tillämpningar med låg effekt för dessa motorer inkluderar positioneringsmaskiner. Dessa tillämpas också i robot ställdon . Kulverk, klockor, skivspelare med skivspelare använder också synkronmotorer. Förutom dessa motorer används också som servomotorer och tidsmaskiner.
Dessa motorer finns i ett bråkstorleksintervall för hästsko till industriellt storleksområde med hög effekt. Dessa motorer används i industriella storlekar med hög effekt, men de har två viktiga funktioner. Det ena är som ett effektivt sätt att omvandla växelströmsenergi till mekanisk energi och det andra är det Effektfaktorkorrigering . Vilken tillämpning av servomotor har du stött på?
