A synkroninen moottori on vaihtovirtasähkömoottori, joka pyörii nopeudella, joka on täsmälleen synkronoitu syöttövirran taajuuden kanssa – eli sen roottori pyörii samalla nopeudella kuin staattorin pyörivä magneettikenttä. Toisin kuin induktiomoottorit, se toimii a vakionopeus kuormituksesta riippumatta (vääntömomentin rajoissa), mikä tekee siitä ihanteellisen tarkkuusteollisuuden sovelluksiin.
The synkroninen moottori kuuluu kaksinkertaisesti viritettyjen AC-moottoreiden perheeseen. Se syötetään vaihtovirralla staattorin käämeissä, mikä luo pyörivän magneettikentän. Roottori – tasavirtalähteen virittämä – lukittuu tähän pyörivään kenttään ja pyörii täsmälleen synkroninen nopeus (Ns), määritellään:
Missä f on syöttötaajuus (Hz) ja P on napojen lukumäärä. 4-napaiselle moottorille 60 Hz:n syötöllä tämä antaa Ns = 1800 RPM – kiinteän, horjumattoman nopeuden.
Tämä ominaisuus eroaa pohjimmiltaan an induktio moottori , joka toimii aina synkronisen nopeuden alapuolella (kutsutaan "luistoksi"). Synkronisessa moottorissa ei ole luistoa vakaan tilan käytössä.
Toimintaperiaatteen ymmärtäminen edellyttää kahden avainilmiön tarkastelua: pyörivän magneettikentän muodostumisen ja roottorin lukitusmekanismin.
Kun kolmivaiheinen vaihtovirta syötetään staattorin käämiin, se tuottaa a pyörivä magneettikenttä (RMF) joka pyyhkäisee staattorin ympäri synkronisella nopeudella. RMF:n nopeus ja suunta riippuvat täysin syöttötaajuudesta ja käämikokoonpanosta.
Roottorin navat saavat jännitteen a DC-virityslähde (joko harjat ja liukurenkaat tai harjaton viritin). Tämä luo roottoriin kiinteän magneettikentän, mikä antaa sille erilliset pohjois- ja etelänavat.
Staattorin pyörivä kenttä "vetää" roottorin navat mukanaan magneettisen vetovoiman avulla. Kun roottori saavuttaa synkronisen nopeuden, roottorin pohjoisnapa lukittuu pyörivän staattorikentän etelänapaan. Tätä kutsutaan magneettinen lukitus tai "pull-in". Tästä pisteestä lähtien roottori pyörii täsmälleen synkronisella nopeudella.
A synkroninen moottori is not self-starting . Pysähdyksissä roottorin inertia estää sitä seuraamasta nopeasti pyörivää staattorikenttää. Yleisiä aloitusmenetelmiä ovat:
Synkroniset moottorit luokitellaan roottorin rakenteen, herätemenetelmän ja koon perusteella:
Klassinen muotoilu. Roottorissa on käämit, jotka syötetään tasavirralla liukurenkaiden läpi. Tarjoaa tarkan herätevirran ohjauksen, joten se sopii ihanteellisesti tehokertoimen korjaus . Yleinen suurissa teollisuuskäytöissä (kompressorit, myllyt, pumput).
Käyttää kestomagneetteja roottorissa kelojen sijasta. Poistaa DC-virityksen ja liukurenkaiden tarpeen. Tarjoaa korkean hyötysuhteen, suuren tehotiheyden ja kompaktin koon. Laajalti käytössä sähköajoneuvot, servokäytöt, LVI-kompressorit ja robotiikkaa.
Siinä on ulkonapainen roottori ilman käämiä tai magneetteja. Vääntömomentti tuotetaan puhtaasti magneettisen reluktanssin vaihtelun avulla. Yksinkertainen, kestävä ja vähän huoltoa vaativa, mutta yleensä pienempi vääntömomenttitiheys.
Käyttää erityisen roottorimateriaalin hystereesiominaisuuksia. Huomattava sujuvan, hiljaisen toiminnan ja luontaisen itsekäynnistymiskyvyn ansiosta. Yleinen sisällä ajastuslaitteet, kellot ja tarkkuusinstrumentit .
Alan yleisin vertailu on välillä synkroninen moottoris ja induktio motors (asynchronous motors) . Tässä on yksityiskohtainen erittely:
| Ominaisuus | Synkroninen moottori | Induktiomoottori |
| Nopeus | Täsmälleen synkroninen (vakio) | Hieman alle synkronisen (slip) |
| Slip | Nolla lipsahdus | 2–8 % luisto täydellä kuormalla |
| Kiihtyvyys | Vaatii DC-virityksen (tai PM) | Erillistä viritystä ei tarvita |
| Tehotekijä | Hallittavissa (yhtenäinen tai johtava) | Aina jäljessä (tyypillisesti 0,7–0,9) |
| Itsestään käynnistyvä | Ei käynnisty itsestään (vaatii apua) | Itsestään käynnistyvä |
| Tehokkuus | Korkeampi (etenkin PMSM) | Kohtalainen |
| Kustannukset | Korkeammat alkukustannukset | Pienemmät alkukustannukset |
| Huolto | Korkeampi (harjat/liukurenkaat haavatyypissä) | Alempi (vahva, yksinkertainen) |
| Nopeus Control | VFD:n kautta (taajuudenmuutos) | VFD:n tai pylväänvaihdon kautta |
| Paras | Tarkka nopeus, PF-korjaus, suuri teho | Yleiset teollisuuskäytöt |
Ainutlaatuiset ominaisuudet synkroninen moottoris tehdä niistä ensisijainen valinta monissa vaativissa sovelluksissa:
| Sovellussektori | Erityinen käyttö | Suositeltu moottorityyppi |
| Öljy ja kaasu | Kompressorit, putkistopumput | Haavakenttä, iso runko |
| Teräs ja kaivosteollisuus | Valssaamyllyt, kuulamyllyt, murskaimet | Haavakenttä, korkea vääntömomentti |
| Sähköajoneuvot | Vetovoimat, e-akselit | PMSM (kestomagneetti) |
| LVI ja jäähdytys | Scroll- ja keskipakokompressorit | PMSM, vastahakoisuus |
| Robotiikka & CNC | Servoakselit, tarkkuusasemointi | PMSM servomoottorit |
| Power Utilities | Synkroniset lauhduttimet (PF-korjaus) | Haavakenttä, kuormittamaton |
| Tekstiili & Paperi | Nopeuskriittiset käsittelylinjat | Haavakenttä tai PMSM |
| Kulutuselektroniikka | Kellot, ajastimet, levysoittimet | Hystereesi, pieni PM |
Insinööreille, jotka valitsevat a synkroninen moottori , valinta kestomagneetti- ja haavakenttätyyppien välillä on kriittinen:
Koska synkronista nopeutta säätelee suoraan syöttötaajuus, synkronisen moottorin nopeudensäätö saavutetaan muuttamalla vaihtovirtalähteen taajuutta. Tämä tehdään seuraavasti:
Moderni synkroninen moottoris , erityisesti PMSM:t, johtavat IEC 60034-30 -tehokkuusluokkien käyttöönotossa IE4 (Super Premium) ja IE5 (Ultra Premium) . Sitä vastoin useimmat oikosulkumoottorit toimivat maksimissaan IE3:ssa.
37 kW:n moottorilla, joka toimii 6 000 tuntia/vuosi, IE3:n (induktio) ja IE5:n (synkroninen) välinen hyötysuhde voi säästää satoja kilowattituntia vuodessa, mikä merkitsee merkittäviä kustannus- ja hiilisäästöjä moottorin 15–20 vuoden käyttöiän aikana.
Kun vaihtovirtaa käytetään ensimmäisen kerran, staattori luo pyörivän kentän, joka pyörii välittömästi synkronisella nopeudella. Kiinteä roottori ei voi heti perässä inertian vuoksi. Kenttä vaihtaa suuntaa ennen kuin roottori liikkuu, jolloin keskimääräinen käynnistysmomentti on nolla. Käynnistysapua (pellin käämit, VFD, ponimoottori) tarvitaan roottorin saattamiseksi lähes synkroniselle nopeudelle ensin.
Mekaanisesti ne ovat identtisiä koneita. Kun mekaanista energiaa syötetään akselin pyörittämiseen, se toimii generaattorina (vaihtovirtageneraattorina). Kun sähköenergiaa syötetään staattoriin, se toimii moottorina. Ero koskee puhtaasti energian muuntamisen suuntaa.
A synkroninen lauhdutin on synkroninen moottori, joka käy ilman mekaanista kuormaa (ei kytkettyä akselin kuormaa). Tasavirtaherätystä säätämällä se absorboi tai tuottaa loistehoa (VAR), joka toimii suuren säädettävän kondensaattorin tavoin. Apuohjelmat käyttävät sitä laajasti tehokertoimen korjaus and voltage regulation ruudukossa.
Kyllä. Monet suuret kierrekentän synkroniset moottorit käynnistetään vaimentimien käämien kautta ja ne toimivat suoraan online-tilassa kiinteällä nopeudella. VFD vaaditaan kuitenkin muuttuvanopeuksiseen käyttöön, ja se on suositeltu moderni käynnistystapa PMSM-tyypeille.
Jos mekaanisen kuorman vääntömomentti ylittää moottorin ulosvetomomentti (suurin synkroninen vääntömomentti), roottori menettää magneettisen lukituksen pyörivän staattorikentän kanssa ja hidastuu. Tätä kutsutaan "synkronisuuden menettämiseksi" tai "vedosta ulos". Moottori on pysäytettävä, ylikuormitus poistettava ja käynnistettävä uudelleen. Yliherätys lisää ulosvetomomenttia ja parantaa vakausmarginaaleja.
Tämä on haavakenttäsynkronimoottoreiden ainutlaatuinen ja tehokas ominaisuus:
— Normaali viritys: Yksinkertainen tehokerroin (moottori käyttää vain aktiivista tehoa)
— Yliherätys: Johtava tehokerroin (moottori tuottaa loistehoa, mikä auttaa muita viivästyneitä kuormia)
— Aliherätys: Jäljellä oleva tehokerroin (moottori imee loistehoa)
Molemmat ovat kestomagneetteja synkroninen moottoris , mutta ne eroavat taka-EMF-muodosta. PMSM:ssä on sinimuotoinen taka-EMF ja sitä ohjaavat sinimuotoiset virrat (FOC:n kautta), mikä johtaa tasaiseen vääntömomentin ulostuloon. BLDC:ssä (Brushless DC) on puolisuunnikkaan muotoinen taka-EMF ja se käyttää suorakaiteen muotoista kommutaatiota, yksinkertaisempaa, mutta suuremmalla vääntömomentin aaltoilulla. PMSM on suositeltava tarkkuusservosovelluksissa.
The synkroninen moottori on yksi sähkötekniikan kehittyneimmistä ja monipuolisimmista koneista. Sen määrittävä ominaisuus - toimii täsmälleen synkroninen nopeus — tarjoaa etuja, joita oikosulkumoottorit eivät yksinkertaisesti pysty vastaamaan: nollaluisto, säädettävä tehokerroin ja ylivoimainen hyötysuhde korkeissa käyttöjaksoissa.
Suuritehoisiin teollisiin sovelluksiin (kompressorit, myllyt, pumput), joissa sekä nopeuden tarkkuus että tehokertoimen korjaus ovat tärkeitä, haavakentän synkroninen moottori pysyy vertaansa vailla. Pienille, tehokkaille taajuusmuuttajille (EV, servojärjestelmät, LVI) kestomagneettisynkroninen moottori (PMSM) näyttää tietä ja nostaa tehokkuuden IE5-tasolle, joka edustaa sähkömoottoritekniikan tulevaisuutta.
Maailmanlaajuisten energiatehokkuusstandardien tiukentuessa ja vaihtuvanopeuksisen ajon kustannukset laskevat edelleen, synkroninen moottoris – erityisesti PMSM-tyypit – lisäävät nopeasti osuuttaan teollisuusmoottorimarkkinoilla ja syrjäyttävät perinteiset oikosulkumoottorit jatkuvasti kasvavassa käyttötarkoituksessa.
Copyright © 2018 CIXI WEAPLEAD MOOTTRIN MUKAUTUS Co., Ltd.Kaikki oikeudet pidätetään.
Sisäänkirjautuminen
Tukkumyynti AC -moottorin valmistajat
