محتوای موتور سنکرون

موتورهای سنکرون یک موتور AC معمولی مانند موتورهای القایی هستند. ویژگی ها عبارتند از: در طول عملیات حالت پایدار، یک رابطه ثابت بین سرعت روتور و فرکانس شبکه n=ns=60f/p وجود دارد و ns تبدیل به سرعت همزمان می شود. اگر فرکانس شبکه بدون تغییر باقی بماند، سرعت موتور سنکرون در حالت ثابت ثابت است و ربطی به اندازه بار ندارد. موتورهای سنکرون به دو دسته ژنراتور سنکرون و موتور سنکرون تقسیم می شوند. ماشین های AC در نیروگاه های مدرن عمدتاً موتورهای سنکرون هستند.
اصل کار
ایجاد میدان مغناطیسی اصلی: سیم پیچ تحریک با یک جریان تحریک DC عبور داده می شود تا یک میدان مغناطیسی تحریک با قطبیت متناوب ایجاد شود، یعنی میدان مغناطیسی اصلی ایجاد شود.
هادی حامل جریان: سیم پیچ آرمیچر متقارن سه فاز به عنوان سیم پیچ قدرت عمل می کند و حامل پتانسیل القایی یا جریان القایی می شود.
حرکت برش: محرک اصلی روتور را می کشاند تا بچرخد (انرژی مکانیکی را به موتور وارد می کند) و میدان مغناطیسی تحریک با قطبیت متناوب با شفت می چرخد ​​و سیم پیچ های استاتور هر فاز را به ترتیب (معادل هادی سیم پیچ) قطع می کند. برش میدان مغناطیسی تحریک به صورت معکوس). [2]
تولید پتانسیل متناوب: با توجه به حرکت نسبی برش بین سیم پیچ آرمیچر و میدان مغناطیسی اصلی، یک پتانسیل متناوب متقارن سه فاز با تغییرات دوره ای در اندازه و جهت در سیم پیچ آرمیچر القا می شود. منبع تغذیه AC را می توان از طریق سیم سرب تامین کرد.
تناوب و تقارن: به دلیل قطبیت متناوب میدان مغناطیسی دوار، قطبیت پتانسیل القایی متناوب می شود. به دلیل تقارن سیم پیچ آرمیچر، تقارن سه فاز پتانسیل القایی تضمین شده است. [2]
I. موتور سنکرون AC
موتور سنکرون AC یک موتور محرک با سرعت ثابت است. سرعت روتور آن یک رابطه متناسب ثابت با فرکانس منبع تغذیه حفظ می کند. این به طور گسترده ای در ابزار الکترونیکی، تجهیزات اداری مدرن، ماشین آلات نساجی و غیره استفاده می شود.
II. موتور سنکرون آهنربای دائم
موتور سنکرون آهنربای دائم متعلق به موتور سنکرون آهنربای دائم شروع ناهمزمان است. سیستم میدان مغناطیسی آن از یک یا چند آهنربای دائمی تشکیل شده است. معمولاً با قطب های آهنربای دائمی با توجه به تعداد قطب های مورد نیاز در روتور قفس ساخته شده از آلومینیوم ریخته گری یا میله های مسی نصب می شود. ساختار استاتور شبیه به ساختار موتور ناهمزمان است.
هنگامی که سیم پیچ استاتور به منبع تغذیه وصل می شود، موتور مطابق اصل موتور ناهمزمان شروع به چرخش می کند. هنگامی که به سرعت سنکرون می رسد، گشتاور الکترومغناطیسی سنکرون تولید شده توسط میدان مغناطیسی دائمی روتور و میدان مغناطیسی استاتور (گشتاور الکترومغناطیسی تولید شده توسط میدان مغناطیسی دائمی روتور و گشتاور رلوکتانسی تولید شده توسط میدان مغناطیسی استاتور) روتور را به سمت همگام سازی می کشد و موتور وارد عملیات سنکرون می شود.
موتور سنکرون رلوکتانس موتور سنکرون ریلوکتانس که به عنوان موتور سنکرون واکنش نیز شناخته می شود، یک موتور سنکرون است که از رلوکتانس نابرابر محور مربعات روتور و محور مستقیم برای تولید گشتاور رلوکتانسی استفاده می کند. استاتور آن شبیه ساختار استاتور موتور ناهمزمان است، اما ساختار روتور متفاوت است.
3. موتور سنکرون رلوکتانس
روتور که از موتور ناهمزمان قفس تکامل یافته است، برای اینکه موتور بتواند گشتاور راه اندازی ناهمزمان تولید کند، به سیم پیچ آلومینیومی ریخته گری قفس نیز مجهز شده است. روتور با شیارهای واکنشی مطابق با تعداد قطب‌های استاتور (فقط از قسمت قطب برجسته استفاده می‌شود، بدون سیم‌پیچ تحریک و آهنربای دائمی) برای تولید گشتاور سنکرون رلوکتانسی ارائه می‌شود. با توجه به ساختارهای مختلف شیارهای واکنش روی روتور، می توان آن را به روتور واکنش داخلی، روتور واکنش خارجی و روتور واکنش داخلی و خارجی تقسیم کرد. در این میان، شیار واکنش روتور واکنش خارجی روی دایره بیرونی روتور باز می شود، به طوری که شکاف هوا در جهت محور مستقیم و محور مربعی برابر نیست. روتور واکنش داخلی دارای شیارهایی در داخل است که شار مغناطیسی را در جهت محور مربعی مسدود می کند و مقاومت مغناطیسی را افزایش می دهد. روتور واکنش داخلی و خارجی ویژگی های ساختاری دو روتور فوق را با هم ترکیب می کند و تفاوت بین محور مستقیم و محور مربعات زیاد است که باعث می شود قدرت موتور بیشتر شود. موتورهای سنکرون رلوکتانس نیز به نوع عملکرد خازن تک فاز، نوع راه اندازی خازن تک فاز، نوع خازن دو مقدار تک فاز و انواع دیگر تقسیم می شوند.
4. موتور سنکرون هیسترزیس
موتور سنکرون هیسترزیس یک موتور سنکرون است که از مواد هیسترزیس برای تولید گشتاور هیسترزیس استفاده می کند. این موتور به موتور سنکرون هیسترزیس روتور داخلی، موتور سنکرون هیسترزیس روتور بیرونی و موتور سنکرون هیسترزیس قطب سایه دار تک فاز تقسیم می شود.
ساختار روتور موتور سنکرون هیسترزیس روتور داخلی از نوع قطب پنهان است، ظاهر یک استوانه صاف است، روی روتور سیم پیچی وجود ندارد، اما یک لایه موثر حلقوی ساخته شده از مواد هیسترزیس در دایره بیرونی هسته وجود دارد.
پس از اتصال سیم پیچ استاتور به منبع تغذیه، میدان مغناطیسی دوار ایجاد شده باعث می شود که روتور هیسترزیس گشتاور ناهمزمان تولید کند و شروع به چرخش کند و سپس به طور خودکار وارد حالت عملکرد سنکرون شود. هنگامی که موتور به طور ناهمزمان کار می کند، میدان مغناطیسی دوار استاتور به طور مکرر روتور را در فرکانس لغزش مغناطیسی می کند. هنگام کار همزمان، ماده هیسترزیس روی روتور مغناطیسی می شود و قطب های مغناطیسی دائمی ظاهر می شوند و در نتیجه گشتاور سنکرون ایجاد می شود. سافت استارتر از یک تریستور ضد موازی سه فاز به عنوان تنظیم کننده ولتاژ استفاده می کند که بین منبع تغذیه و استاتور موتور متصل می شود. این مدار مانند یک مدار یکسو کننده پل سه فاز کاملاً کنترل شده است. هنگامی که از سافت استارتر برای راه اندازی موتور استفاده می شود، ولتاژ خروجی تریستور به تدریج افزایش می یابد و موتور به تدریج شتاب می گیرد تا تریستور به طور کامل روشن شود. موتور بر روی ویژگی‌های مکانیکی ولتاژ نامی کار می‌کند، به راه‌اندازی صاف دست می‌یابد، جریان راه‌اندازی را کاهش می‌دهد و از قطع جریان اضافه جلوگیری می‌کند. هنگامی که موتور به سرعت نامی رسید، فرآیند راه اندازی به پایان می رسد و سافت استارتر به طور خودکار تریستوری را که کار را با کنتاکتور بای پس تکمیل کرده است جایگزین می کند تا ولتاژ نامی را برای عملکرد عادی موتور فراهم کند تا اتلاف گرما کاهش یابد. تریستور، عمر مفید سافت استارتر را افزایش داده، راندمان کاری آن را بهبود می بخشد و از آلودگی هارمونیک در شبکه برق جلوگیری می کند. سافت استارتر همچنین عملکرد توقف نرم را ارائه می دهد. فرآیند توقف نرم برخلاف فرآیند شروع نرم است. ولتاژ به تدریج کاهش می یابد و تعداد دورها به تدریج به صفر می رسد و از شوک گشتاور ناشی از توقف آزاد جلوگیری می کند.