Synchronmotoren: Anwendungen und Arbeitsprinzip

Elektromotoren sind ein elektromechanisches Gerät, das elektrische Energie umwandelt zu mechanische Energie. Basierend auf der Art der Eingabe haben wir sie in Einphasen- und Dreiphasenmotoren klassifiziert.

Die gebräuchlichsten Typen von 3-Phasen-Motoren sind Synchronmotoren und Induktionsmotoren. Wenn dreiphasige elektrische Leiter in bestimmten geometrischen Positionen (d. H. In einem bestimmten Winkel zueinander) angeordnet sind, wird ein elektrisches Feld erzeugt. Das rotierende Magnetfeld dreht sich mit einer bestimmten Geschwindigkeit, die als bekannt ist synchrone Geschwindigkeit.

Wenn in diesem rotierenden Magnetfeld ein Elektromagnet vorhanden ist, ist der Elektromagnet mit diesem rotierenden Magnetfeld magnetisch verriegelt und dreht sich mit der gleichen Rotationsfeldgeschwindigkeit.

Hier ist der Begriff Synchronmotor kommt von, da die Drehzahl des Rotors des Motors gleich dem rotierenden Magnetfeld ist.

Es ist ein Motor mit fester Geschwindigkeit, da er nur eine Geschwindigkeit hat, nämlich die Synchrondrehzahl. Diese Geschwindigkeit ist synchronisiert mit der Versorgungsfrequenz. Die Synchrondrehzahl ist gegeben durch:

Woher:

  • N = die synchrone Geschwindigkeit (in U / min - d. h. Drehungen pro Minute)
  • f = die Versorgungsfrequenz (in Hz)
  • p = Anzahl der Pole

Bau eines Synchronmotors

Normalerweise ähnelt seine Konstruktion fastdie eines dreiphasigen Induktionsmotors, mit der Ausnahme, dass wir hier den Rotor mit Gleichstrom versorgen, dessen Grund wir später erklären werden. Lassen Sie uns zunächst die grundlegende Konstruktion dieses Motortyps durchgehen. Aus dem obigen Bild ist klar, wie wir diesen Maschinentyp entwerfen. Wir liefern den Stator dreiphasig und den Rotor mit Gleichstrom.

Hauptmerkmale von Synchronmotoren

  1. Synchronmotoren sind von Natur aus nicht selbstständig. Sie benötigen einige externe Mittel, um ihre Geschwindigkeit auf die synchrone Geschwindigkeit zu bringen, bevor sie synchronisiert werden.
  2. Die Betriebsgeschwindigkeit von ist synchron mit der Versorgungsfrequenz und daher verhalten sie sich bei konstanter Versorgungsfrequenz unabhängig von der Last als Motor mit konstanter Drehzahl
  3. Dieser Motor hat die einzigartigen Eigenschaften, bei jedem elektrischen Leistungsfaktor zu arbeiten. Dadurch wird es zur Verbesserung des elektrischen Leistungsfaktors verwendet.

Funktionsprinzip Synchronmotor

Synchronmotoren sind eine doppelt angeregte Maschine,es sind zwei elektrische Eingänge dafür vorgesehen. Seine Statorwicklung, die aus einer We-Versorgung besteht, versorgt die Dreiphasen-Statorwicklung dreiphasig und der Rotorwicklung Gleichstrom.

Die 3-Phasen-Statorwicklung trägt 3 PhasenStröme erzeugen einen dreiphasigen rotierenden magnetischen Fluss. Die Gleichstromversorgung des Rotors erzeugt auch einen konstanten Fluss. Betrachtet man die 50 Hz-Netzfrequenz, kann man aus der obigen Beziehung erkennen, dass sich der dreiphasige Drehfluss um 3000 Umdrehungen in 1 Minute oder 50 Umdrehungen in 1 Sekunde dreht.

Zu einem bestimmten Zeitpunkt Rotor- und Statorpolekönnte die gleiche Polarität haben (N-N oder S-S), was eine abstoßende Kraft auf den Rotor verursacht, und schon im nächsten Moment wird es N-S sein, was eine Anziehungskraft verursacht. Aufgrund der Trägheit des Rotors kann er jedoch aufgrund dieser Anziehungs- oder Abstoßungskräfte in keine Richtung drehen, und der Rotor bleibt im Stillstand. Ein Synchronmotor startet also nicht selbsttätig.

Hier verwenden wir einige mechanische Mittel, die anfangs verwendet werdendreht den Rotor in die gleiche Richtung wie das Magnetfeld, um sehr nahe an die Synchrondrehzahl zu gehen. Beim Erreichen der Synchrondrehzahl tritt eine magnetische Verriegelung auf und der Synchronmotor dreht sich auch nach dem Entfernen äußerer mechanischer Mittel weiter.

Aufgrund der Trägheit des Rotors ist dies jedoch nicht möglichsich aufgrund dieser anziehenden oder abstoßenden Kräfte in jede Richtung drehen können, und der Rotor bleibt im Stillstand. Ein Synchronmotor startet also nicht selbsttätig.

Hier verwenden wir einige mechanische Mittel, die anfangs verwendet werdendreht den Rotor in die gleiche Richtung wie das Magnetfeld, um sehr nahe an die Synchrondrehzahl zu gehen. Beim Erreichen der Synchrondrehzahl tritt eine magnetische Verriegelung auf und der Synchronmotor dreht sich auch nach dem Entfernen äußerer mechanischer Mittel weiter.

Methoden zum Starten des Synchronmotors

  1. Motor, der mit einem externen Kraftheber beginnt: Synchronmotoren sind mechanisch gekoppeltein anderer Motor. Dies kann entweder ein 3-Phasen-Induktionsmotor oder ein Gleichstrom-Nebenschlussmotor sein. Hier wenden wir zunächst keine Gleichstromanregung an. Es dreht sich mit einer Geschwindigkeit sehr nahe an seiner Synchrondrehzahl, und dann geben wir die Gleichstromanregung. Nach einiger Zeit, wenn die Magnetverriegelung erfolgt, wird die Versorgung des externen Motors unterbrochen.
  2. Dämpferwicklung In diesem Fall ist der Synchronmotor von BedeutungPolart, zusätzliche Wicklung in der Polfläche des Rotors. Zu Beginn ist, wenn sich der Rotor nicht dreht, die Relativgeschwindigkeit zwischen der Dämpferwicklung und dem Fluss des rotierenden Luftspaltes groß und es wird eine EMK induziert, die das erforderliche Startmoment erzeugt. Wenn sich die Geschwindigkeit der Synchrondrehzahl nähert, werden die EMK und das Drehmoment reduziert und schließlich, wenn die magnetische Verriegelung stattfindet. Drehmoment reduziert sich ebenfalls auf null. Somit läuft der Synchronmotor in diesem Fall zunächst als Drehstrom-Induktionsmotor mit zusätzlicher Wicklung und wird schließlich mit der Frequenz synchronisiert.

Anwendung von Synchronmotoren

  1. Synchronmotor, an den keine Last angeschlossen istDie Welle wird zur Verbesserung des Leistungsfaktors verwendet. Aufgrund seiner Eigenschaften, sich bei jedem elektrischen Leistungsfaktor zu verhalten, wird es in Energiesystemen eingesetzt, wenn statische Kondensatoren teuer sind.
  2. Synchronmotor findet Anwendung woDie Betriebsgeschwindigkeit ist geringer (etwa 500 U / min) und es ist eine hohe Leistung erforderlich. Bei einem Leistungsbedarf von 35 kW bis 2500 KW sind Größe, Gewicht und Kosten des entsprechenden Drehstrom-Induktionsmotors sehr hoch. Daher werden diese Motoren vorzugsweise verwendet. Ex-Hubkolbenpumpe, Kompressor, Walzwerke usw.
Bemerkungen
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