Promremont34.ru

Авто мастеру
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что лучше асинхронный или синхронный двигатель

Ответ на вопрос, в чем разница двигателей скрывается в устройстве. Конструктивно синхронный двигатель состоит из:

  • подвижной части, представленной индуктором или ротором;
  • неподвижной части, состоящей из статора или якоря;
  • щеток;
  • контактных колец;
  • возбудителя;
  • вентилятора.

Статор — часть агрегата, представляющая собой сердечник из обмоток, находящийся внутри корпуса. Основная составная часть индуктора — электромагниты постоянного тока. Сам индуктор может быть явнополюсным и неявнополюсным.

В роторе и статоре размещаются ферромагнитные стальные сердечники, которые уменьшают магнитное сопротивление и способствую тому, чтобы магнитный поток лучше проходил.

Наиболее востребованные трехфазные и однофазные синхронные электродвигатели, принцип работы обоих видов мало чем отличается. Обмотка якоря подключается к сети при этом ротор остается неподвижным, а постоянный ток направляется в обмотку. Когда значение среднего момента равно нулю, на ротор оказывается механическое воздействие, в результате он разгоняется до частоты, которая практически равна частоте вращения магнитного поля, затем запускается синхронный режим.

Отличие трехфазного синхронного электродвигателя в том, что расположение проводников имеет определенный угол. В них появляется магнитное поле, которое вращается с синхронной скоростью.

Принцип действия синхронного электродвигателя

Объяснение принципа работы асинхронного электродвигателя для «чайников»

Вспоминаем описание рисунка в предыдущем примере. Та же рамка, расположенная между полюсами подковообразного магнита, только её концы не имеют полуколец, они соединены между собой.

Теперь начинаем вращать вокруг рамки подковообразный магнит. Вращаем его медленно и наблюдаем за поведением рамки. До некоторых пор рамка остаётся неподвижной, а потом, при повороте магнита на определённый угол, рамка начинает вращение вслед за магнитом. Вращение рамки запаздывает по сравнению со скоростью вращения магнита, т.е. она вращается не синхронно с ним – асинхронно. Вот и получается, что это примитивный асинхронный электродвигатель.

Вообще-то роль магнитов в настоящем асинхронном двигателе служат обмотки, расположенные в пазах статора, на которые подаётся ток. А роль рамки, выполняет ротор, в пазы которого вставлены металлические пластины, соединённые между собой на коротко. Поэтому такой ротор называется короткозамкнутым.

Читать еще:  Что сгорает в двигателе внутреннего сгорания

Синхронный электродвигатель

Итак, синхронный электродвигатель – это мотор с постоянной скоростью вращения ротора, плюс возможность регулировать эту скорость. Устройство синхронного мотора достаточно сложное. Чтобы в нем разобраться, необходимо рассмотреть фотографию ниже.

Здесь четко показано, что обмотки двигателя располагаются на якоре или роторе агрегата. Концы обмоток выведены и закреплены на токосъемное кольцо, а, точнее, к его секторам. Сам же ток подается на это же кольцо только через графитовые щетки, которые подключены к питающей сети.

Внимание! Концы обмоток подключаются таким образом, что при работе мотора через щетки электрический ток попадал всегда только на одну пару.

У двигателя этой модели больше уязвимых мест, чем у асинхронной.

  • Снашиваются графитные щетки.
  • Плохой контакт между токосъемным кольцом и щетками за счет ослабления пружины, которая прижимает последние к кольцу (коллектору).
  • Изнашиваются подшипники.
  • Образование грязевого налета на поверхности токосъемного кольца.

Теперь переходим к другой позиции – принцип работы синхронного электродвигателя. Вращающийся момент внутри мотора образуется за счет взаимодействия магнитного поля, которое образуется в обмотках возбуждения, и тока, проходящего по якорю агрегата. Но тут есть один момент – изменяющееся направление тока (переменного) будет менять и направление вращения магнитного поля двигателя. Правда, смена вращения будет меняться и в корпусе аппарата, и на якоре одновременно. Вот почему вращение ротора мотора всегда происходит с одинаковой скоростью.

Именно поэтому изменить эту величину можно лишь тем, если изменить напряжение подаваемой на щетки электроэнергии. Вспомните пылесосы, где всасываемую мощность изменяют переключателем, который просто соединен с реостатом. А мощность пылесоса зависит от скорости вращения вала крыльчатки, то есть вала электродвигателя. Чем больше скорость, тем больше мощность всасывания.

Но синхронные электродвигатели в промышленности своего основного места не нашли. Здесь в основном используются асинхронные модели.

Читать еще:  Чем хорош дизельный двигатель от бензинового

Реактивные синхронные двигатели

Синхронные реактивные электродвигатели всегда работают только в паре с преобразователем частоты и используют тот же тип управления потоком статора, что и обычный АД. Роторы данных машин изготавливают из тонколистной электротехнической стали с пробитыми пазами таким образом, что бы они намагничивались с одной стороны меньше, чем с другой. Стремление магнитного поля ротора «соединится» с вращающимся магнитным потоком статора и создает вращающий момент.

Основным плюсом реактивных синхронных электродвигателей являются незначительные потери в роторе. Таким образом, хорошо спроектированная и работающая с правильно подобранным алгоритмом управления синхронная реактивная машина вполне способна соответствовать европейским стандартам премиум класса IE4 и NEMA, не используя при этом постоянных магнитов. Снижения тепловых потерь в роторе повышает крутящий момент и увеличивает плотность мощности, по сравнению с асинхронными машинами. Эти двигатели имеют низкий уровень шума благодаря низкому уровню пульсаций момента и вибраций.

Основным недостатком является низкий коэффициент мощности по сравнению с асинхронной машиной, что приводит к большей потребляемой мощности из сети. Это увеличивает затраты и ставит перед инженером сложную задачу, стоит ли применять реактивную машину или нет для конкретной системы?

Сложность в изготовлении ротора и его хрупкость делает невозможным применение реактивных электродвигателей для высокоскоростных операций.

Синхронные реактивные машины хорошо подходят для широкого спектра промышленных применений, которые не требуют больших перегрузок или высоких скоростей вращения, а также все чаще применяются для частотно-регулируемых насосов из-за повышенной их эффективности.

Что выбрать?

Для больших – 20-60 соток – участков подойдёт газонокосилка на бензине или дизтопливе, а не на электричестве. Если же выбор всё же пал на электрокосилку – газонокосилки с асинхронным движком стоят дешевле аналогичных моделей, в которые встроен синхронный двигатель. Газонокосилки с асинхронным движком в основном оснащены прямым приводом.

Наиболее популярны электрокосилки следующих фирм:

  • Honda;
  • Briggs&Stratton;
  • Lifan;
  • DDE;
  • Patriot;
  • Mitsubishi;
  • Caiman;
  • Champion.

Так, двигатели Honda дорогие – сам мотор стоит от 5 до 30 тысяч рублей, в зависимости от мощности. Американские двигатели Briggs&Stratton, не уступающие движкам от всё той же «Хонды», ставят в устройства от фирм Snapper, Ferris, Simplicity и Murray.

Читать еще:  Двигатели перкинс возможные неисправности

Например, если вы меняете двигатель на газонокосилке, где применяется асинхронный мотор с прямым приводом, уточните, нет ли совместимых с вашей моделей, где используется аналогичный движок и привод. Этот способ хорош, когда вашей модели уже 5 и более лет, она снята с производства. Можно попытаться восстановить старое устройство, не приобретая новое. Самоходные газонокосилки требуют более мощных двигателей, чем несамоходные – часть энергии тратится на то, что газонокосилка «сама едет» в процессе работы.

Недостатки и преимущества двигателей

Синхронные двигатели

Синхронные двигатели имеют довольно сложную конструкцию, обусловленную наличием щеточного узла. Кроме того, для их работы требуется дополнительный источник постоянного тока. Еще одним недостатком является невозможность их эксплуатации в условиях частых пусков и остановов. Однако все это компенсируется большой мощностью, высоким КПД, устойчивостью к перепадам напряжения в питающей сети и стабильной частотой вращения вала, вне зависимости от величины нагрузки на него.

Синхронные электрические машины рентабельны при мощностях свыше 100 кВт и основное применение находят для вращения мощных вентиляторов, на различных металлургических производствах, для привода насосов, которые обладают не только значительной мощностью, но и долгим режимом функционирования т.д.

Асинхронный двигатель

Асинхронный двигатель в отличие от синхронных машин более чувствителен к колебаниям напряжения и не может сохранять номинальную скорость вращения, при увеличении нагрузки. В большинстве случаев недостатки компенсируются путем применения преобразователей частоты и других устройств пуска. Но простота конструкции, длительный срок эксплуатации, универсальность применения, способность работать в режиме частых включений и остановок делают эти машины наиболее распространенными в промышленном и бытовом секторе.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector