Sinhrono elektromotoru iezīme ir tāda, ka magnētiskajai plūsmai un rotoram ir vienāds griešanās ātrums. Šī iemesla dēļ, palielinoties slodzei, elektromotora rotors nemaina ātrumu. Uz rotora ir tinums, kas rada magnētisko lauku.
Dažreiz tiek izmantoti spēcīgi pastāvīgie magnēti. Parasti sinhronajās mašīnās uz rotora ir tik daudz tinumu, cik uz statora. Tātad izrādās, ka tiek izlīdzināts magnētiskās plūsmas un rotora griešanās ātrums. Slodze, kas ir pievienota motoram, nemaz neietekmē ātrumu.
Elektromotora dizains
Sinhronā motora ierīce sastāv no šādiem elementiem:
- Fiksētā daļa ir stators, uz kura atrodas tinumi.
- Mobilais rotors, dažreiz saukts par induktors vai armatūru.
- Priekšējie un aizmugurējie vāki.
- Uz rotoru montēti gultņi.
Starp armatūru un statoru ir brīva vieta. Rievās tiek ielikti tinumi, tie ir savienotizvaigzne. Tiklīdz motoram tiek pievienots spriegums, caur armatūras tinumu sāk plūst strāva. Apkārt induktors veidojas magnētiskais lauks. Bet arī stators ir barots. Un šeit ienāk magnētiskā plūsma. Šie lauki ir nobīdīti viens pret otru.
Kā darbojas sinhronais motors
Sinhronajās iekārtās statora elektromagnēti ir stabi, jo tie darbojas ar līdzstrāvu. Kopumā ir divas shēmas, pēc kurām tiek savienoti statora tinumi:
- Salifole.
- Netiešs pols.
Lai samazinātu magnētisko pretestību un optimizētu apstākļus lauka caurlaidībai, tiek izmantoti serdeņi, kas izgatavoti no feromagnētiem. Tie ir pieejami gan statorā, gan rotorā.
Tie ir izgatavoti no īpašas kvalitātes elektrotērauda, kas satur milzīgu daudzumu tāda elementa kā silīcijs. Ar to iespējams ievērojami samazināt virpuļstrāvu, kā arī palielināt metāla elektrisko pretestību.
Sinhrono elektromotoru darbības pamatā ir statora un rotora polu mijiedarbība. Iedarbinot, tas paātrina līdz plūsmas ātrumam. Šādos apstākļos elektromotors darbojas sinhronā režīmā.
Iedarbināšanas metode ar papildu elektromotoru
Iepriekš tika izmantoti speciāli palaišanas motori, kas tika savienoti ar motoru, izmantojot mehāniskās ierīces (siksnas piedziņu, ķēdi utt.). Iedarbināšanas laikā rotors sāka griezties un, pakāpeniski paātrinoties,sasniedza sinhrono ātrumu. Pēc tam pats motors sāka darboties. Tieši šāds ir sinhronā motora darbības princips neatkarīgi no konstrukcijas un ražotāja.
Priekšnoteikums ir tāds, ka palaišanas motora jaudai ir jābūt aptuveni 15% no paātrinātā motora jaudas. Šī jauda ir pilnīgi pietiekama, lai iedarbinātu jebkuru sinhrono motoru, pat ja tam ir pievienota neliela slodze. Šī metode ir diezgan sarežģīta, un visa aprīkojuma izmaksas ir ievērojami palielinātas.
Mūsdienu palaišanas metode
Mūsdienu sinhrono motoru konstrukcijas nav aprīkotas ar šādām pārspīlēšanas shēmām. Tiek izmantota cita sprūda sistēma. Apmēram šādā veidā sinhronā iekārta tiek ieslēgta:
- Ar reostata palīdzību tiek aizvērti rotora tinumi. Tā rezultātā armatūra tiek īssavienota, tāpat kā vienkāršiem asinhronajiem motoriem.
- Rotoram ir arī vāveres tinums, kas nomierina un neļauj armatūrai šūpoties sinhronizācijas laikā.
- Tiklīdz armatūra sasniedz minimālo griešanās ātrumu, tās tinumiem tiek pievienota līdzstrāva.
- Ja tiek izmantoti pastāvīgie magnēti, jāizmanto ārējie palaišanas motori.
Ir kriogēnie sinhronie elektromotori, kas izmanto apgrieztā tipa dizainu. Ierosināšanas tinumi ir izgatavoti nosupravadoši materiāli.
Sinhrono iekārtu priekšrocības
Asinhronajiem un sinhronajiem motoriem ir ļoti līdzīga konstrukcija, taču joprojām pastāv atšķirības. Pēdējā ir skaidra priekšrocība, jo ierosme notiek no līdzstrāvas avota. Šajā gadījumā motors var darboties ar ļoti lielu jaudas koeficientu. Sinhronajiem motoriem ir arī citas priekšrocības:
- Viņi strādā ar paaugstinātu likmi. Tas ļauj samazināt enerģijas patēriņu, kā arī ievērojami samazina strāvas zudumus. Sinhronās mašīnas efektivitāte būs daudz augstāka nekā asinhronam motoram ar tādu pašu jaudu.
- Griezes moments ir tieši atkarīgs no tīkla sprieguma. Pat ja spriegums tīklā samazinās, jauda paliks.
Bet tomēr asinhronās mašīnas tiek izmantotas daudz biežāk nekā sinhronās. Fakts ir tāds, ka tiem ir liela uzticamība, vienkāršs dizains, tiem nav nepieciešama papildu apkope.
Sinhrono motoru trūkumi
Izrādās, ka sinhronajām mašīnām ir daudz vairāk trūkumu. Šeit ir tikai galvenie:
- Sinhronā motora shēma ir diezgan sarežģīta, tā sastāv no liela skaita elementu. Šī iemesla dēļ ierīces izmaksas ir ļoti augstas.
- Noteikti izmantojiet induktora barošanai pastāvīgu avotustrāva. Tas ievērojami sarežģī visu būvniecību.
- Elektromotora iedarbināšanas procedūra ir diezgan sarežģīta nekā asinhronajām mašīnām.
- Rotora ātrumu iespējams regulēt, tikai izmantojot frekvences pārveidotājus.
Kopumā priekšrocības ievērojami pārsniedz sinhrono motoru trūkumus. Šī iemesla dēļ tos ļoti bieži izmanto tur, kur nepieciešams veikt nepārtrauktu nepārtrauktu ražošanas procesu, kur nav nepieciešams bieži apturēt un iedarbināt iekārtu. Sinhronās mašīnas var atrast dzirnavās, drupinātājos, sūkņos, kompresoros. Viņi reti izslēdzas, strādā gandrīz pastāvīgi. Izmantojot šādus motorus, var panākt ievērojamu enerģijas ietaupījumu.
