Motoare sincrone de putere redusă
Motoare electrice sincrone de putere redusă (micromotoare) utilizate în sisteme de automatizare, diverse aparate de uz casnic, ceasuri, camere foto etc.
Majoritatea motoarelor electrice sincrone de putere redusă diferă de mașinile cu performanță normală numai în proiectarea rotorului, care, de regulă, nu are o înfășurare de câmp, inele colectoare și perii presate împotriva lor.
Pentru a genera cuplu, rotorul este realizat dintr-un aliaj magnetic dur, urmat de o singură magnetizare într-un câmp magnetic puternic pulsat, în urma căruia polii păstrează ulterior magnetizarea reziduală.
Când se folosește un material magnetic moale, rotorul primește o formă specială care oferă rezistență magnetică diferită miezului său magnetic în direcții radiale.
În momentul pornirii, motorul sincron funcționează ca un motor cu inducție, iar cuplul său inițial este creat datorită interacțiunii câmpului magnetic rotativ al statorului cu curenții induși de acesta în înfășurarea rotorului în scurtcircuit. Pe măsură ce motorul este pornit în starea excitată, câmpul magnetic al magneților permanenți ai rotorului rotativ induce e în înfășurarea statorului. etc. v. frecvenţă variabilă şi aceasta determină curenţi datorită cărora apare cuplul de frânare.
Cuplul rezultat pe arborele motorului este determinat de suma momentelor datorate scurtcircuitului înfășurării și efectului de frânare, adică care depinde de alunecare. În timpul accelerării rotorului, acest cuplu atinge o valoare minimă, care, odată cu selectarea corectă a înfășurării de pornire, ar trebui să fie mai mare decât cuplul nominal.
Când viteza se apropie de sincron, rotorul, ca urmare a interacțiunii câmpului magneților permanenți cu câmpul magnetic rotativ al statorului, este tras în sincronism și apoi se rotește cu viteză sincronă.
Funcționarea unui motor sincron cu magnet permanent diferă puțin de cea a unui motor sincron bobinat.
Motoarele cu rezistență sincronă au un rotor cu poli proeminent realizat dintr-un material magnetic moale cu cavități sau fante, astfel încât rezistența sa magnetică în direcții radiale este diferită. Rotorul tubular este format din foi ștanțate din oțel electric și are o bobină de pornire în scurtcircuit. Există rotoare din material feromagnetic solid cu cavități similare.Rotorul secțional este format din foi de oțel electric turnat cu aluminiu sau alt material diamagnetic, care acționează ca o înfășurare de scurtcircuit.
Când înfășurarea statorului este pornită, un câmp magnetic rotativ este rotit și motorul pornește asincron. După finalizarea accelerației rotorului la viteza sincronă, sub acțiunea cuplului reactiv din cauza diferenței de rezistență magnetică în direcțiile radiale, acesta intră în sincronism și este situat în raport cu câmpul magnetic rotativ al statorului, astfel încât rezistența sa magnetică la acest câmp este cea mai mare – cel mic.
În mod obișnuit, motoarele cu rezistență sincronă sunt produse cu o putere nominală de până la 100 W și uneori chiar mai mare dacă acordă o importanță deosebită simplității designului și fiabilității sporite. Cu aceleași dimensiuni, puterea nominală a motoarelor cu rezistență sincronă este de 2-3 ori mai mică decât puterea nominală a motoarelor sincrone cu magnet permanenți, dar sunt mai simple ca design, diferă prin costuri mai mici, factorul lor de putere nominală nu depășește 0,5 și randamentul nominal este de până la 0,35 — 0,40.
Motoarele sincrone cu histerezis au un rotor din aliaj magnetic dur cu o lată circuit de histerezis… Pentru a economisi acest material scump, rotorul este realizat dintr-o construcție modulară, în care arborele este atașat de un manșon din material fero- sau diamagnetic și este un cilindru solid armat sau gol asamblat din plăci strânse cu un inel de blocare pe ea .Utilizarea unui aliaj magnetic dur pentru fabricarea rotorului duce la faptul că atunci când motorul funcționează, undele de distribuție a inducției magnetice de pe suprafețele statorului și ale rotorului sunt deplasate una față de alta la un anumit unghi, numit unghiul de histerezis, care determină apariția unui cuplu de histerezis, îndreptat spre rotația rotorului.
Diferența dintre motoarele sincrone cu magneti permanenți și motoarele sincrone cu histerezis este că la primele rotorul este premagnetizat într-un câmp magnetic puternic pulsat în timpul fabricării mașinii, iar în cele din urmă este magnetizat de câmpul magnetic rotativ al statorului.
La pornirea unui motor sincron cu histerezis, pe lângă momentul principal de histerezis la mașinile cu rotor solid, apare un cuplu asincron din cauza curenților turbionari din circuitul magnetic al rotorului, care contribuie la accelerarea rotorului, la intrarea acestuia în sincronism și funcționare ulterioară la viteză sincronă cu deplasarea constantă a rotorului în raport cu câmpul magnetic rotativ al statorului printr-un unghi determinat de sarcina pe arborele mașinii.
Motoarele sincrone cu histerezis funcționează atât în modul sincron, cât și în modul asincron, dar în ultimul caz cu alunecare redusă. Motoarele sincrone cu histerezis se disting printr-un cuplu mare de pornire, intrare lină în sincronism, o ușoară modificare a curentului cu 20-30% în timpul trecerii de la modul inactiv la modul scurtcircuit.
Aceste motoare au performanțe mai bune decât motoarele cu reluctanță sincronă, se disting prin simplitatea designului, fiabilitate și funcționare silențioasă, dimensiuni mici și greutate redusă.
Absența unei înfășurări scurte face ca rotorul să oscileze sub sarcină variabilă, ceea ce duce la o anumită neuniformitate a rotației sale, ceea ce limitează gama de aplicații ale mașinilor care sunt fabricate cu o putere nominală de până la 400 W pentru frecvențe industriale și crescute. , ambele viteze simple și duble.
Factorul de putere nominal al motoarelor sincrone cu histerezis nu depășește 0,5, iar eficiența nominală ajunge la 0,65.
La pornirea înfășurării statorului, din cauza spirelor scurtcircuitate, se creează în timp o schimbare de fază între fluxurile magnetice ale părților neecranate și ecranate ale polilor, ceea ce duce la excitarea câmpului magnetic rotativ rezultat. Acest câmp care interacționează cu rotorul contribuie la apariția cuplurilor asincrone și de histerezis, determinând accelerarea rotorului, care, la atingerea vitezei sincrone, sub influența cuplurilor reactive și histerezis, intră în sincronism și se rotește în direcția dinspre partea neecranată a stâlpului până la partea sa ecranată unde se întoarce scurtcircuitul.
Am motoare reversibile, în loc de scurtcircuitare, se folosesc patru înfășurări, care sunt situate pe cele două părți ale fiecărui pol despicat, iar pentru sensul de rotație acceptat al rotorului, perechea corespunzătoare de înfășurări este scurtcircuitată.
Motoarele sincrone cu histerezis reactiv au dimensiuni și greutate relativ mari, puterea lor nominală nu depășește 12 μW, funcționează la un factor de putere foarte scăzut, iar randamentul lor nominal nu depășește 0,01.
Motoarele pas cu pas sincrone controlează impulsurile electrice sunt convertite într-un unghi stabilit de rotație, implementat într-o manieră discretă. Au un stator, pe circuitul magnetic al căruia există două sau trei bobine identice deplasate spațial conectate în serie la o sursă de energie electrică. sub formă de impulsuri dreptunghiulare frecventa reglabila. Sub influența impulsurilor de curent, polii statorului sunt respectiv magnetizați cu polaritate variabilă. Schimbarea direcției curenților din înfășurările statorului duce la o inversare corespunzătoare a magnetizării polilor și la stabilirea unei noi polarități opuse.
Rotorul cu poli proeminent al motoarelor pas cu pas poate fi activ și reactiv. Un rotor activ are o bobină de câmp de curent continuu, inele colectoare și perii sau un sistem de magneți permanenți cu polaritate alternativă, iar un rotor reactiv este implementat fără bobină de câmp.
Numărul de poli de pe rotorul unui motor pas cu pas este jumătate din numărul de poli de pe stator. Fiecare comutare a înfășurărilor statorului rotește câmpul magnetic rezultat al mașinii și face ca rotorul să se miște sincron cu o treaptă.Sensul de rotație al rotorului depinde de polaritatea impulsului aplicat înfășurării statorului corespunzătoare.
Citeste si: Selsyns: scop, dispozitiv, principiu de acțiune