Синхронные двигатели. Конструкция, принцип действия

Однако в синхронном двигателе в отличие от асинхронного ротор будет разгоняться до частоты вращения n = n1, с которой вращается магнитное поле (до синхронной частоты вращения). Принцип работы трехфазного двигателя переменного тока с синхронным вращением электромагнитных полей ротора и статора показан на следующей картинке.

Характерной особенностью синхронного двигателя является постоянная частота вращения его ротора независимо от нагрузки. Пуск в ход и регулирование частоты вращения. Синхронный двигатель не имеет начального пускового момента. Ротор синхронной машины представляет собой электромагнит постоянного тока, который создает магнитное поле, вращающееся вместе с ротором. В отечественной энергетике также используются синхронные машины с «бесщеточным» возбуждением.

Выпрямитель в свою очередь получает питание от возбудителя, имеющего вращающуюся вместе с ротором трехфазную обмотку, возбуждаемую неподвижными постоянными магнитами. Роторы синхронных машин бывают двух типов: с явно выраженными и неявно выраженными полюсами.

Характерной особенностью её является отсутствие пропорциональности между магнитным потоком и током возбуждения , что обусловлено явлением насыщения магнитной системы машины. Предположим, что ротор каким-либо способом разогнан до синхронной частоты вращения против часовой стрелки.

При этом на полюсы ротора действуют радиальные силы и, которые не создают ни вращающего момента, ни момента сопротивления. Если к валу машины приложить механическую нагрузку, которая создает момент сопротивления , ось ротора и его полюсов , сместится в сторону отставания на угол (рис. 4.6,б). При работе синхронной машины в режиме двигателя поле ротора пересекает витки трехфазной обмотки статора и в ней индуцируется ЭДС, которая согласно правилу Ленца действует навстречу току статора.

Реакция якоря в синхронной машине.Реакция якоря – это воздействие поля якоря (статора) на магнитное поле машины. Ротор имеет частоту вращения , поэтому частота ЭДС и тока статора , где — число пар полюсов машины. Взаимодействие полей зависит от характера нагрузки и режима работы машины. При емкостной нагрузке XC ток в фазе статора опережает ЭДС на 900 и поэтому достигает максимума в тот момент, когда полюс ротора не доходит на 900 до оси mm1 (рис. 4.7,в).

Синхронные двигатели. Конструкция, принцип действия

Ось результирующего потока двигателя оказывается повернута относительно потока ротора на угол , но не против направления вращения, как у генератора, а по направлению вращения. Уменьшение неблагоприятного влияния реакции якоря достигается уменьшением магнитного потока статора за счёт увеличения воздушного зазора между ротором и статором синхронной машины.

Основными частями синхронной машины являются якорь и индуктор (обмотка возбуждения). Индуктор состоит из полюсов — электромагнитов постоянного тока или постоянных магнитов (в микромашинах). Индукторы синхронных машин имеют две различные конструкции: явнополюсную или неявнополюсную.

Принцип действия синхронного двигателя основан на взаимодействии вращающегося магнитного поля якоря и магнитного поля полюсов индуктора. Запуск двигателя. Синхронные двигатели при изменении возбуждения меняют косинус фи с ёмкостного на индуктивный. Обычно синхронные генераторы выполняют с якорем, расположенным на статоре, для удобства отвода электрической энергии.

Машина двойного питания (в частности АСМ) — синхронная машина с питанием обмоток ротора и статора токами разной частоты, за счёт чего создаются несинхронные режимы работы. В классической синхронной машине имеется слабое место — контактные кольца со щётками, изнашивающиеся быстрее других частей машины из-за электроэрозии и простого механического истирания.

Поэтому сначала в авиации, а позже и в других областях (в частности, на автономных дизель-генераторах) получили распространение бесконтактные трёхмашинные синхронные генераторы. Поле статора наводит в обмотке возбудителя ток, выпрямляемый размещённым на валу блоком вращающихся выпрямителей (БВВ) и идущий в обмотку возбуждения генератора.

Полеориентированное управление СДПМ без датчика положения

В настоящее время применяется асинхронный пуск синхронного двигателя. Оно и есть эти атомы и молекулы, собранные в определенном порядке. Также и вещество не есть что-то отдельное от элементарных частиц, а оно состоит из них как базовой материи.

Ротор двигателя состоит из сердечника с обмоткой возбуждения. В режиме идеального холостого хода (момент сопротивления ) оси магнитных полей статора и ротора совпадают (рис. 4.6.а).