Схема подключения синхронного двигателя переменного тока

Прежде чем рассматривать принцип действия синхронного двигателя, необходимо помнить, что это электрическая машина, работающая на переменном токе, у которой ротор вращается с частотой, которая равна частоте вращения магнитного поля в воздушной прослойке.

Синхронный двигатель состоит из основных частей – якоря и индуктора. Обычно, его исполнение сделано таким образом, что якорь расположен на статоре, а индуктор – на роторе, отделенном воздушной прослойкой. Данные агрегаты обладают высоким коэффициентом мощности. Существенным плюсом является возможность их использования в сетях с любым напряжением.

Устройство синхронного двигателя

Конструкция синхронного двигателя состоит из двух основных частей – статора и ротора. Статор является неподвижной частью агрегата, а ротор – подвижной. В состав якоря входят одна или несколько обмоток переменного тока. При работе двигателя токи, поступающие в якорь, приводят к вращению магнитного поля, пересекающегося с полем индуктора и преобразующего энергию. Поле якоря носит другое название – поле реакции якоря. В генераторе такое поле создается с помощью индуктора.

В состав индуктора входят электромагниты постоянного тока, называемые полюсами. Во всех синхронных электродвигателях индукторы бывают двух конструкций – явнополюсная и не явнополюсная, отличающиеся расположением полюсов. Конструкция статора включает в себя корпус и сердечник, в состав которого входят двух- и трехфазные обмотки. Сами обмотки могут быть распределенными и сосредоточенными.

Чтобы уменьшить магнитное сопротивление и улучшить прохождение магнитного потока, используются ферромагнитные сердечники, расположенные в роторе и статоре, для изготовления которых используется электротехническая сталь. Она обладает интересными свойствами, например, повышенным содержанием кремния, с целью повышения ее электрического сопротивления и уменьшения вихревых токов.

Каждый синхронный электродвигатель обладает важным параметром – электромагнитным моментом. Он возникает в том случае, когда магнитный поток ротора начинает взаимодействовать с вращающимся магнитным полем. Данное поле образуется под влиянием трехфазного тока, протекающего по обмотке якоря.

В режиме холостого хода происходит совпадение осей магнитных полей ротора и статора. Поэтому электромагнитные силы, возникающие между их полюсами, принимают радиальное направление и значение электромагнитного момента агрегата становится равным нулю. При переходе устройства в двигательный режим, на ротор начинает воздействовать внешние нагрузочный момент, приложенный к валу. В результате, происходит смещение ротора на величину определенного угла против направления вращения.

Подобное электромагнитное взаимодействие между ротором и статором приводит к созданию электромагнитных сил, направленных в сторону вращения. Таким образом, действие вращающегося электромагнитного момента стремится к преодолению действия внешнего момента. Максимальное значение электромагнитного момента образует угол 90 градусов, при расположении полюсов ротора между осями полюсов статора.

Если значение нагрузочного момента, приложенного к валу двигателя, превысит максимальный электромагнитный момент, в этом случае двигатель остановится под влиянием внешнего момента. Из-за этого в неподвижном двигателе по обмотке якоря будет проходить очень высокий ток. Данный режим является аварийным, он представляет собой выпадение из синхронизма и на практике не должен допускаться.

Как работает синхронный двигатель

Принцип действия синхронного двигателя основывается на взаимном влиянии магнитных полей якоря и полюсов индуктора. При обращенной конструкции агрегата расположение якоря и индуктора выполнено наоборот, то есть, первый расположен на роторе, а другой – на статоре. Такой вариант используют криогенные синхронные машины, у которых в состав обмоток возбуждения входят материалы со свойствами сверхпроводимости.

При запуске двигателя его разгоняют до частоты близкой к той, с которой в зазоре вращается магнитное поле. Только после этого он переходит в синхронный режим. В данной ситуации происходит пересечение магнитных полей якоря и индуктора. Этот момент получил название входа в синхронизацию.

При разгоне используется состояние асинхронного режима, когда происходит замыкание обмоток индуктора с помощью реостата или короткозамкнутым путем, подобно асинхронным машинам. Для того, чтобы осуществлять запуск в таком режиме, ротор оснащается короткозамкнутой обмоткой, которая одновременно является успокоительной обмоткой, способной устранить раскачивание ротора во время синхронизации. После того, как скорость становится близко к номинальной, в индуктор подается постоянный ток.

Таким образом, синхронный двигатель это не только двигатель, но и своеобразный генератор, поскольку у них одинаковое конструктивное исполнение. Схема работы двигателя будет следующей. Обмотка якоря подключается к трехфазному переменному току, а к обмотке возбуждения от постороннего источника подается постоянный ток. Вращающееся магнитное поле, созданное трехфазной обмоткой и поле, созданное обмоткой возбуждения, взаимодействуют между собой. Это вызывает появление электромагнитного момента, приводящего ротор во вращающееся состояние.

Для двигателей, где установлены постоянные магниты, применяются специальные внешние разгонные двигатели. В отличие от асинхронных устройств, разгон ротора в синхронном двигателе должен достигнуть частоты вращения магнитного поля. Это связано с подачей в обмотку ротора тока из постороннего источника, а не индуцируется в нем под действием магнитного поля статора, следовательно, на него не влияет частота вращения вала. В результате, синхронный двигатель переменного тока приобретает постоянную частоту вращения ротора вне зависимости от нагрузки. Специфический принцип работы этих устройств оказал влияние на их пуск и регулировку частоты вращения.

Схема запуска двигателя и его регулировка

У синхронных двигателей отсутствует начальный пусковой момент. При подключении якорной обмотки к источнику переменного тока, электромагнитный момент дважды изменить свое направление за один период изменения тока. Это происходит, когда ротор находится в неподвижном состоянии, а в обмотке возбуждения протекает постоянный ток.

Таким образом, величина среднего момента в течение одного периода будет иметь нулевое значение. Чтобы увидеть, как работает синхронный двигатель при пуске, нужно выполнить разгон его ротора под действием внешнего момента до вращения с частотой, приближенной к синхронной.

Сам запуск агрегата может производиться разными способами:

• В первом случае используется схема асинхронного включения, основой которой служит глухо подключенный возбудитель. Данный способ применяется при статическом моменте нагрузки ниже 0,4, когда отсутствует падение напряжения. Сопротивление разряда замыкается в обмотке возбуждения, за счет чего исключаются перебои с возбуждением обмотки во время впуска, поскольку незначительная скорость вращения ротора приводит к перенапряжению. Когда скорость становится близкой к синхронной, контактор реагирует на это изменение, в результате происходит переключение обмотки возбуждения из разрядного сопротивления непосредственно на якорь возбудителя.
• Во втором варианте пуска используется тиристорный возбудитель. Этот способ считается более надежным из-за высокого КПД. Управление возбуждением значительно облегчается. Подача возбуждение осуществляется автоматически с помощью электромагнитного реле.

Различия синхронных и асинхронных двигателей

Все электродвигатели переменного тока по принципу действия могут быть асинхронными и синхронными. В первом случае вращение ротора будет медленнее, по сравнению с магнитным полем, а во втором – вращение ротора и магнитного поля происходит с одинаковой скоростью.

В асинхронном двигателе вращающееся переменное магнитное поле создается обмотками, закрепленными на статоре. Концы этих обмоток выведены в общую клеммную коробку. Во избежание перегрева на валу двигателя устанавливается вентилятор. Ротор выполнен из металлических стержней, замкнутых с двух сторон между собой. Он представляет единое целое с валом и получил название короткозамкнутого ротора.

Вращение магнитного поля происходит под действием постоянной смены полюсов. Соответственно, в обмотках изменяется направление тока. На скорость вращения вала оказывает влияние количество полюсов магнитного поля.

Синхронный электродвигатель конструктивно отличается от асинхронных агрегатов. Здесь вращение ротора и магнитного поля происходит с одинаковой скоростью. Напряжение на ротор для зарядки обмоток подается с помощью щеток, а не индуцируется действием переменного магнитного поля. Направление тока в обмотках изменяется одновременно с направлением магнитного поля, поэтому вал синхронного двигателя всегда вращается в одну сторону.

Схемы управления синхронными двигателями можно условно разделить на релейно-контакторные, применяемые для пуска, синхронизации с сетью и останова нерегулируемых по скорости электроприводов, и схемы с силовыми преобразователями, предназначенные для регулирования переменных ЭП с синхронными двигателями.

Релейно-контакторные схемы управления двигателей кроме операций по включению и отключению двигателя, ограничению пусковых токов и его синхронизации с сетью должны обеспечивать и соответствующее регулирование тока возбуждения. Электротехническая промышленность выпускает широкую номенклатуру типовых панелей и шкафов управления для синхронных двигателей различных мощностей и уровней номинального напряжения.

Типовая схема управления возбуждением двигателя в функции скорости. Подключение обмотки возбуждения к источнику питания U_B осуществляется контактором КМ2 (рис. 6.10, а), который управляется реле скорости KR. Катушка этого реле связана с частью разрядного резистора R_p через диод VD.

При включении контактора КМ1 (его цепи управления на рисунке не показаны) обмотка статора двигателя подключается к сети переменного тока и образует вращающееся магнитное поле, под действием которого он начнет разбег и которое наведет ЭДС в обмотке возбуждения двигателя. Под действием ЭДС по катушке реле KR начнет протекать выпрямленный ток, оно включится и разомкнет цепь питания контактора КМ2. Разбег двигателя будет происходить без тока возбуждения с закороченной на разрядный резистор R_p обмоткой возбуждения.

По мере роста скорости ротора его ЭДС и ток в катушке реле KR, снижаются. При подсинхронной скорости ток в катушке реле KR станет меньше тока отпускания, реле отключится и вызовет тем самым включение контактора КМ2. Контактор КМ2 подключит обмотку возбуждения к источнику питания. Далее происходит процесс синхронизации СД с сетью.

Схема управления возбуждением двигателя в функции тока (рис. 6.10, б) содержит реле тока КА, обмотка которого питается от трансформатора тока ТА, и реле времени КТ. При подключении двигателя к сети контактором КМ1 в цепи обмотки статора возникает бросок пускового тока, что приводит к срабатыванию реле КА. Контакт этого реле замыкает цепь питания реле времени КТ, что вызывает отключение контактора возбуждения КМ2. Разбег двигателя, как и в предыдущем случае, осуществляется с закороченной на разрядный резистор R_p обмоткой возбуждения.

Рис. 6.10. Схемы управления пуском двигателя с использованием принципа

скорости (а) и тока (б)

В конце пуска при подсинхронной скорости двигателя и уменьшении тока в статоре реле КА отключается и катушка реле времени КТ теряет питание. Через заданную выдержку времени включается контактор КМ2, и через его контакты обмотка возбуждения подключается к источнику питания U , после чего двигатель втягивается в синхронизм.

Отметим, что в рассмотренных схемах после срабатывания контактора возбуждения КМ2 разрывается цепь разрядного резистора R_p, что облегчает тепловой режим его работы и повышает экономичность схемы.

Электротехническая промышленность выпускает типовые панели и шкафы управления синхронными двигателями разных типов. Рассмотрим в качестве примера схему одной из таких панелей.

Схема типовой панели ПУ 7502управления низковольтным синхронным двигателем приведена на рис. 6.11. Панель управления обеспечивает прямой (без токоограничения) пуск с глухоподключенным возбудителем G и форсировку возбуждения при снижении уровня питающего напряжения. В схеме предусмотрены также защиты: тепловая (реле КК и трансформаторы тока ТА1 и ТА2), токовая (автоматы QF1 и QF2), от снижения напряжения сети переменного тока (реле KV2, KV3) и постоянного тока (реле KV1).

Пуск двигателя может быть осуществлен только при нормальных уровнях питающих схему напряжений постоянного и переменного тока. В этом случае, если рукоятка командоконтроллера SA находится в среднем положении и включены автоматы QF1 и QF2, срабатывают реле напряжения KV2, KV3 и реле времени КТ, что подготавливает схему к пуску двигателя.

При переводе рукоятки SA в положение «Включено» срабатывает реле KV1 и катушка линейного контактора КМ1 подключается к ис-

Рис. 6.11. Схема синхронного электропривода с использованием типовой панели управления

точнику питания, к обмотке статора двигателя подводится напряжение переменного тока, и он начинает разбег. При подсинхронной скорости происходит возбуждение возбудителя G и соответственно двигателя, который втягивается в синхронизм.

При резком снижении питающего напряжения происходит включение контактора КМ2, который при этом шунтирует резистор форсировки /?_ф. В результате возрастают токи возбуждения возбудителя и двигателя, увеличивается его ЭДС, что приводит к увеличению максимального момента и соответственно перегрузочной способности двигателя. О включении контактора форсировки КМ2 сигнализирует указательное реле КН.

Для контроля тока статора двигателя в схеме предусмотрен амперметр РА1, а тока возбуждения — амперметр РА2, питаемый от шунта RS.

Замкнутая схема ЭП с вентильным двигателем, предназначенная для регулирования его скорости (рис. 6.12), построена по принципу подчиненного регулирования координат и включает в себя управляемый выпрямитель УВ, коммутатор (инвертор) К, реактор L, регуляторы тока РТ и скорости PC, датчики тока ДТ, скорости ДС и положения ДП. Схема обеспечивает механические характеристики ЭП, аналогичные показанным на рис. 5.36, б.

По замкнутым структурам построены схемы автоматического регулирования возбуждения (АРВ) синхронных двигателей.

Рис. 6.12. Замкнутая схема вентильного двигателя

Особенностью работы двигателя является равенство скорости вращения ротора и скорости вращения магнитного потока. Поэтому скорость вала двигателя не зависит и не изменяется от величины подключаемой нагрузки. Это достигается за счет того, что индуктор синхронного электродвигателя является электромагнитом, в некоторых случаях постоянным магнитом.

Количество пар полюсов ротора одинаково с числом пар полюсов у движущегося магнитного поля. Взаимное воздействие этих полюсов дает возможность выравнивания скорости ротора. На валу в этот момент может быть любая по величине нагрузка. Она не влияет на скорость вращения индуктора.

Конструктивные особенности и принцип работы

Основными составными частями синхронного электродвигателя являются: статор, который неподвижен, и ротор, иными словами называемый индуктором. Статор имеет другое название – якорь, но от этого его суть не меняется. Эти части двигателя разделены прослойкой воздуха. Между пазами заложена трехфазная обмотка, которая чаще всего имеет соединение по схеме звезды.

Когда двигатель после запуска начал работать, токи якоря образуют движущееся магнитное поле, его вращение дает пересечение поля индуктора. В итоге такой работы двух полей возникает энергия. Магнитное поле статора по своей сути является полем его реакции. В работе генераторов такую энергию получают с помощью индукторов.

Полюсами являются электромагниты статора, работающие на постоянном токе. Статоры синхронных моторов могут выполняться по различным схемам: неявнополюсной, а также явнополюсной. Они отличаются положением полюсов.

Для снижения магнитного сопротивления и оптимизации условий прохода магнитного поля используют сердечники из ферромагнитного материала. Они находятся в роторе и якоре. Производятся они из электротехнической стали, которая содержит большое количество кремния. Это дает возможность снизить вихревые токи и увеличить электрическое сопротивление стали.

Синхронные электродвигатели имеют в своей основе принцип взаимодействия полюсов индуктора и статора. Во время пуска двигатель ускоряется до скорости вращения магнитного потока. Только при таком условии электродвигатель начинает действовать в синхронном режиме. При таком процессе магнитные поля образуют пересечение, возникает вход в синхронизацию.

Долгое время для разгона мотора применяли отдельный пусковой двигатель. Его соединяли механическим путем с синхронным мотором. При запуске ротор мотора ускорялся и достигал синхронной скорости. Далее мотор самостоятельно втягивался в синхронное движение. При выборе мощности пускового мотора руководствовались 15% мощности от номинала разгоняемого двигателя. Этого резерва мощности было достаточно для запуска синхронного двигателя, даже при наличии небольшой нагрузки.

Такой метод разгона более сложный, значительно повышает стоимость оборудования. В современных конструкциях синхронные электродвигатели не имеют такой схемы разгона. Применяют другую систему разгона. Реостатом замыкают обмотки индуктора по аналогии с асинхронным двигателем. Для запуска на ротор монтируют короткозамкнутую обмотку, являющуюся также и успокоительной обмоткой, которая предотвращает раскачивание ротора при синхронизации.

При достижении ротором номинальной скорости, к индуктору подключают постоянный ток. Однако, для пуска моторов с постоянными магнитами не обойтись без применения пусковых внешних двигателей.

В криогенных синхронных электродвигателях применяется обращенная конструкция. В ней якорь и индуктор размещены наоборот, индуктор находится на статоре, а якорь расположен на роторе. У таких машин возбуждающие обмотки состоят из сверхпроводимых материалов.

Достоинства и недостатки

Синхронные двигатели имеют основное преимущество по сравнению с асинхронными моторами тот факт, что возбуждение от постоянного тока внешнего источника дает возможность работы при значительной величине коэффициента мощности. Эта особенность дает возможность увеличить значение коэффициента мощности для общей сети благодаря включению синхронного мотора.

Синхронные электродвигатели имеют и другие достоинства:

• Электродвигатели синхронного типа работают с повышенным коэффициентом мощности, что создает уменьшение расхода энергии и снижает потери. КПД синхронного мотора выше при той же мощности асинхронного двигателя.
• Синхронные электродвигатели имеют момент вращения, который прямо зависит от напряжения сети. Поэтому он при уменьшении напряжения сохраняет свою мощность больше асинхронного. Это является фактором надежности подобных конструкций моторов.

Недостатками являются следующие отрицательные моменты:

• При проведении сравнительного анализа конструкций двух моторов, можно отметить, что синхронные электродвигатели выполнены по более сложной схеме, поэтому их стоимость будет выше.
• Следующим недостатком для синхронных моторов стала необходимость в источнике тока в виде выпрямителя, либо другого блока питания постоянного тока.
• Запуск двигателя происходит по сложной схеме.
• Регулировка скорости вала двигателя возможна только одним способом, с помощью применения частотного преобразователя.

В итоге можно сказать, что все-таки преимущества синхронных двигателей перекрывают недостатки. Поэтому двигатели такого вида широко применяются в технологических процессах, где идет постоянный непрерывный процесс, и не требуется частая остановка и запуск оборудования: на мельничном производстве, в компрессорах, дробилках, насосах и так далее.

Выбор двигателя

К вопросу приобретения синхронного электродвигателя нужно подходить, основываясь на следующие факторы:

• Условия эксплуатации электродвигателя. По условиям выбирают тип двигателя, который может быть защищенным, открытым или закрытым. А также синхронные электродвигатели отличаются по защите токовых частей от влаги, температуры, агрессивных сред. Для взрывоопасного производства существуют специальные защиты, предотвращающие образование искр в двигателе.
• Особенности выполнения подключения электродвигателя с потребителем.

Синхронные компенсаторы

Они служат для компенсирования коэффициента мощности в электрической сети и стабилизации номинального значения напряжения в местах подключения нагрузок к двигателю. Нормальным режимом синхронного компенсатора является режим перевозбуждения в момент отдачи в электрическую сеть реактивной мощности.

Такие компенсаторы еще называют генераторами реактивной мощности, так как они предназначены для выполнения такой же задачи, как батареи конденсаторов на подстанциях. Когда мощность нагрузок уменьшается, то часто необходимо действие синхронных компенсаторов в невозбужденном режиме при их потреблении реактивной мощности и индуктивного тока, потому что напряжение в сети старается увеличиться, а для его стабилизации на рабочем уровне нужно нагрузить сеть током индуктивности, который вызывает в сети снижение напряжения питания.

Для таких целей синхронные компенсаторы обеспечиваются регулятором автоматического возбуждения. Регулятор изменяет ток возбуждения таким образом, что напряжение на компенсаторе не изменяется.

Сфера применения

Широкое использование электродвигателей асинхронного типа со значительными недогрузками делает работу станций и энергосистем сложнее, так как уменьшается коэффициент мощности системы, это ведет к незапланированным потерям, к их неполному использованию по активной мощности. В связи с этим появилась необходимость в использовании двигателей синхронного типа, особенно для приводов механизмов значительной мощности.

Если сравнивать синхронные электродвигатели с асинхронными, то достоинством синхронных стала их работа коэффициентом мощности равном 1, благодаря действию возбуждения постоянным током. При этом они не расходуют реактивную мощность из питающей сети, а если работают с перевозбуждением, то даже отдают некоторую величину реактивной мощности для сети.

В итоге коэффициент мощности сети улучшается, и снижаются потери напряжения, увеличивается коэффициент мощности генераторов электростанций. Наибольший момент синхронного электродвигателя прямо зависит от напряжения, а у синхронного электромотора – от квадрата напряжения.

Поэтому, при уменьшении напряжения синхронный электромотор имеет по-прежнему значительную нагрузочную способность. Также, применение возможности повышения возбуждающего тока синхронных моторов дает возможность повышать их надежность эксплуатации при внезапных снижениях напряжения, и оптимизировать в таких случаях работу всей энергосистемы.

Из-за большой величины воздушного промежутка дополнительные потери в стальных сердечниках и в роторе синхронных моторов меньше, чем у двигателей асинхронного вида. Поэтому КПД синхронных моторов чаще бывает больше.

Однако устройство синхронных моторов намного сложнее, а также необходим возбудитель или другое устройство питания возбуждения. Поэтому синхронные моторы имеют более высокую стоимость по сравнению с асинхронными с короткозамкнутым ротором.

Запуск и регулировка скорости у синхронных электродвигателей имеет свои сложности. Но при больших мощностях их преимущества превосходят недостатки. Поэтому они применяются во многих местах, где не нужны частые пуски, остановки оборудования, а также нет необходимости в регулировки оборотов двигателя с приводом механизмов насосов, компрессоров, мельниц и т.д.

Как подключить однофазный двигатель

Сегодня мы рассмотрим подключение однофазного двигателя переменного тока. К таким относят асинхронные и синхронные моторы, питающиеся от одной фазы, которая обычно имеет напряжение 220 Вольт. Они очень распространены в бытовой сфере и мелком производстве, частном предпринимательстве.

Подключение однофазного асинхронного двигателя

Для разгона асинхронного двигателя требуется создать вращающееся магнитное поле. С этим легко справляется трехфазный источник питания, где фазы сдвинуты друг относительно друга на 120 градусов. Но если речь идет о том, как подключить однофазный электродвигатель, то встает проблема: без сдвига фаз вал не начнет вращаться.

Внутри однофазного асинхронного мотора располагаются две обмотки: пусковая и рабочая. Если обеспечить сдвиг фаз в них, то магнитное поле станет вращающимся. А это главное условие для запуска электродвигателя. Сдвигать фазы можно путем добавочного сопротивления (резистора) или индуктивной катушки. Но чаще всего используют емкости – пусковой и/или рабочий конденсаторы.

С пусковой емкостью

В большинстве случаев схема включает в себя только пусковой конденсатор. Он активен только во время запуска мотора. Поэтому способ хорош, когда пуск обещает быть тяжелым, в противном случае вал не сможет разгоняться из-за небольшого начального момента. После разгона пусковой конденсатор отключается, и работа продолжается без него.

Схема подключения двигателя со вспомогательной емкостью представлена на рисунке выше. Для ее реализации вам потребуется реле или, как минимум, одна кнопка, которую вы будете зажимать на 3 секунды во время запуска мотора в ход. Вспомогательный конденсатор вместе со вспомогательной обмоткой включаются в цепь лишь на некоторое время.

Такая схема обеспечивает оптимальный начальный крутящий момент, если имеют место незначительные броски переменного тока во время пуска. Но есть и недостаток – при работе в номинальном режиме технические характеристики падают. Это обусловлено формой магнитного поля рабочей обмотки: оно у нее овальное, а не круговое.

С рабочей емкостью

Если пуск легкий, а работа тяжелая, то вместо пускового конденсатора понадобится рабочий. Схема подключения показана ниже. Особенность заключается в том, что рабочая емкость вместе с рабочей обмоткой включена в цепь постоянно.

Схема обеспечивает хорошие характеристики при работе в номинальном режиме.

С обоими конденсаторами

Компромиссное решение – использование вспомогательной и рабочей емкости одновременно. Этот способ идеален, если двигатель переменного тока пускается в ход уже с нагрузкой, и сама работа тяжела для него. Посмотрите, схема ниже – это словно две схемы (с рабочей и вспомогательной емкостью), наложенные друг на друга. При запуске на несколько секунд будет включаться пусковой механизм, а второй накопитель будет активен все время: от пуска до завершения работы.

Расчет емкостей

Наибольшую сложность для начинающих представляет расчет емкости конденсаторов. Профессионалы подбирают их опытным путем, прислушиваясь к мотору во время запуска и работы. Так они определяют, подходит накопитель, или нужно поискать другой. Но с небольшой погрешностью в большинстве случаев емкость можно рассчитать так:

• Для рабочего накопителя: 0,7-0,8 мкФ на 1000 Ватт мощности электрического двигателя;
• Для пускового конденсатора: больше в 2,5 раза.

Пример: у вас асинхронный однофазный электродвигатель на 2 кВт. Это 2000 Ватт. Значит, при подключении с рабочей емкостью нужно запастись накопителем 1,4-1,6 мкФ. Для пусковой потребуется 3,5-4 мкФ.

Подключение однофазного синхронного электродвигателя

Несмотря на сложность конструкции синхронных двигателей, они имеют много преимуществ перед асинхронными. Главное – это низкая чувствительность к скачкам напряжения, ведущих к резкому уменьшению или увеличению силы тока. Не менее значим и тот факт, что синхронные моторы могут работать даже с перегрузкой, не говоря уже об оптимальном режиме реактивной энергии и вращении вала с постоянной скоростью. Однако подключение – трудоемкий процесс, и это уже недостаток.

Метод разгона

Нельзя пустить в ход однофазный синхронный двигатель, просто подав питание на его обмотки. Потому что в момент включения направление питающего тока в статорных намотках соответствует рисунку (а). В это время на ротор, который еще находится в состоянии покоя, действует пара сил, которая будет пытаться крутить вал по часовой стрелке. Но через половину периода в статорных намотках ток поменяет свое направление. Поэтому пара сил будет уже действовать в обратном направлении, поворачивая вал против часов стрелки, как на рисунке (б). Поскольку ротор обладает большой инертностью, он так и не сдвинется с места.

Чтобы заставить ротор вращаться, необходимо, чтобы он успевал сделать хотя бы половину оборота, чтобы изменение направления тока не повиляло на его вращение. Это возможно, если разогнать вал при помощи посторонних сил. Это можно сделать двумя путями:

1. Вручную;
2. С использованием второго двигателя.

Собственной силой рук можно разогнать только маломощные синхронные электродвигатели. А для средне- и высокомощных агрегатов придется использовать другой мотор.

При разгоне с посторонней силой ротор начинает вращаться со скоростью, близкой к синхронной. Потом только включается обмотка возбуждения, и затем – статорная намотка.

Асинхронный пуск синхронного мотора

Если в наконечниках на полюсах ротора уложены стержни из металла, и они соединены между собой по бокам кольцами, то мотор должен запускаться асинхронным методом. Эти стержни играют роль вспомогательной обмотки, которая есть у асинхронного двигателя. При этом намотку возбуждения закорачивают с помощью разрядного резистора, а статорную обмотку подключают к сети. Только так можно обеспечить такой же разгон, как и у асинхронного электродвигателя. Но после того, как скорость вращения максимально приблизится к синхронной (достаточно 95% от нее), намотку возбуждения соединяют с источником постоянного тока. Скорость становится полностью синхронной, что влечет за собой снижение ЭДС индукции вспомогательной обмотки вплоть до нуля. И она отключается автоматически.

Важно! Вспомогательные металлические стержни должны обладать высоким активным сопротивлением. В противном случае пусковой момент будет недостаточным для разгона ротора. А закорачивать намотку возбуждения необходимо по одной простой причине: если этого не сделать, то у нее в момент пуска случится пробой, потому что она задает вращение в том же направление, что и пусковая обмотка.

Схема и способ подключения вашего двигателя будет зависеть от того, какой он у вас: синхронный или асинхронный. В учет идет также мощность мотора, а также способ пуска: с нагрузкой или без. Разобраться в рисунках вам поможет элементарное понимание механики и электромагнитных явлений.

 

Схемы подключения электродвигателей к сети переменного тока 220 вольт

Для того чтобы разобраться, как подключить электродвигатель конкретного типа, необходимо понимать принципы его работы и особенности конструкции. Существует множество электродвигателей разных типов. По способу подключения к сети переменного тока они бывают трехфазные, двухфазные или однофазные. По способу питания обмотки ротора делятся на синхронные и асинхронные.

Принцип действия

Принцип действия электродвигателя демонстрирует простейший опыт, который всем нам показывали в школе — вращение рамки с током в поле постоянного магнита.

Рамка с током — это аналог ротора, неподвижный магнит — статор. Если в рамку подать ток, она повернется перпендикулярно направлению магнитного поля и застынет в этом положении. Если заставить магнит крутиться, рамка будет вращаться с той же скоростью, то есть синхронно с магнитом. У нас получился синхронный электродвигатель. Но у нас магнит — это статор, а он по определению неподвижен. Как заставить вращаться магнитное поле неподвижного статора?

Для начала заменим постоянный магнит катушкой с током. Это обмотка нашего статора. Как известно из той же школьной физики, катушка с током создает магнитное поле. Последнее пропорционально величине тока, а полярность зависит от направления тока в катушке. Если подать в катушку переменный ток, получим переменное поле.

Магнитное поле — векторная величина. Переменный ток в питающей сети имеет синусоидальную форму.

Нам поможет очень наглядная аналогия с часами. Какие векторы вращаются постоянно перед нашими глазами? Это часовые стрелки. Представим, что в углу комнаты висят часы. Секундная стрелка вращается, делая один полный оборот в минуту. Стрелка — вектор единичной длины.

Тень, которую стрелка отбрасывает на стену, меняется как синус с периодом в 1 минуту, а тень, отбрасываемая на пол — как косинус. Или синус, сдвинутый по фазе на 90 градусов. Но вектор равен сумме своих проекций. Другими словами, стрелка равна векторной сумме своих теней.

Двухфазный синхронный электродвигатель

Расположим на статоре две обмотки под углом в 90 градусов, то есть взаимно перпендикулярно. Подадим в них синусоидальный переменный ток. Фазы токов сдвинем на 90 градусов. Имеем два вектора взаимно перпендикулярных, меняющихся по синусоидальному закону со сдвигом фаз на 90 градусов. Суммарный вектор будет вращаться подобно часовой стрелке, делая один полный оборот за период частоты переменного тока.

У нас получился двухфазный синхронный электродвигатель. Откуда взять токи, сдвинутые по фазе для питания обмоток? Наверное, не всем известно, что вначале распределительные сети переменного тока были двухфазными. И лишь позднее, не без борьбы, уступили место трехфазным. Если бы не уступили, то наш двухфазный электромотор можно было подключить напрямую к двум фазам.

Но победили трехфазные сети, для которых были разработаны трехфазные электродвигатели. А двухфазные электромоторы нашли свое применение в однофазных сетях в виде конденсаторных двигателей.

Трехфазный синхронный двигатель

Современные распределительные сети переменного тока выполнены по трехфазной схеме.

• По сети передаются сразу три синусоиды со сдвигом фаз на треть периода или на 120 градусов относительно друг друга.
• Трехфазный двигатель отличается от двухфазного тем, что у него не две, а три обмотки на статоре, повернутых на 120 градусов.
• Три катушки, подключенные к трем фазам, создают в сумме вращающееся магнитное поле, которое поворачивает ротор.

Трехфазный асинхронный двигатель

Ток в ротор синхронного двигателя подается от источника питания. Но мы знаем из той же школьной физики, что ток в катушке можно создать переменным магнитным полем. Можно просто замкнуть концы катушки на роторе. Можно даже оставить всего один виток, как в рамке. А ток пусть индуцирует вращающееся магнитное поле статора.

1. В момент старта ротор неподвижен, а поле статора вращается.
2. Поле в контуре ротора меняется, наводя электрический ток.
3. Ротор начнет догонять поле статора. Но никогда не догонит, так как в этом случае ток в нем перестанет наводиться.
4. В асинхронном двигателе ротор всегда вращается медленнее магнитного поля.
5. Разница скоростей называется скольжением. Подключение асинхронного двигателя не требует подачи тока в обмотку ротора.

У синхронных и асинхронных электродвигателей есть свои достоинства и недостатки, но факт состоит в том, что большинство двигателей, применяемых в промышленности на сегодняшний день — это асинхронные трехфазные двигатели.

Однофазный асинхронный электродвигатель

Если оставить на роторе короткозамкнутый виток, а на статоре одну катушку, то мы получим удивительную конструкцию — асинхронный однофазный двигатель.

На первый взгляд кажется, что такой двигатель работать не должен. Ведь в роторе нет тока, а магнитное поле статора не вращается. Но если ротор рукой толкнуть в любую сторону, двигатель заработает! И вращаться он будет в ту сторону, в которую его подтолкнули при пуске.

Объяснить работу этого двигателя можно, представив неподвижное переменное магнитное поле статора как сумму двух полей, вращающихся навстречу друг другу. Пока ротор неподвижен, эти поля уравновешивают друг друга, поэтому однофазный асинхронный двигатель не может стартовать самостоятельно. Если же ротор внешним усилием привести в движение, он будет вращаться попутно с одним вектором и навстречу другому.

Попутный вектор будет тянуть ротор за собой, встречный — тормозить.

Можно показать, что из-за разности встречной и попутной скоростей влияние попутного вектора будет сильнее, и двигатель будет работать в асинхронном режиме.

Схема включения

Возможно подключение нагрузок к трехфазной сети по двум схемам — звездой и треугольником. При подключении звездой начала обмоток соединяются между собой, а концы подключаются к фазам. При включении треугольником конец одной обмотки подключается к началу другой.

В схеме включения звездой обмотки оказываются под фазным напряжением 220 В., при включении треугольником — под линейным 380 В.

При включении треугольником двигатель развивает не только большую мощность, но и большие пусковые токи. Поэтому иногда используют комбинированную схему — старт звездой, затем переключение в треугольник.

Направление вращения определяется порядком подключения фаз. Для изменения направления достаточно поменять местами любые две фазы.

Подсоединение к однофазной сети

Трехфазный двигатель можно включать в однофазную сеть, хотя и с потерей мощности, если одну из обмоток подключить через фазосдвигающий конденсатор. Однако при таком включении двигатель сильно теряет в своих параметрах, поэтому этот режим использовать не рекомендуется.

Подключение на 220 вольт

В отличие от трехфазного, двухфазный мотор изначально предназначен для включения в однофазную сеть. Для получения сдвига фаз между обмотками включается рабочий конденсатор, поэтому двухфазные двигатели называют еще конденсаторными.

Емкость рабочего конденсатора рассчитывается по формулам для номинального рабочего режима. Но при отличии режима от номинального, например, при пуске баланс обмоток нарушается. Для обеспечения пускового режима на время старта и разгона параллельно рабочему подключается дополнительный пусковой конденсатор, который должен отключаться при выходе на номинальные обороты.

Как включить однофазный асинхронный двигатель

Если не нужен автоматический запуск, асинхронный однофазный двигатель имеет самую простую схему включения. Особенностью этого типа является невозможность автоматического старта.

Для автоматического пуска используется вторая пусковая обмотка как в двухфазном электромоторе. Пусковая обмотка подключается через пусковой конденсатор только для старта и после этого должна быть отключена вручную или автоматически.

Пуск синхронных двигателей: особенности и способы пуска

Для обеспечения работы мощных электроприводов применяются синхронные электродвигатели. Они нашли применение в компрессорных установках, насосах, в системах, прокатных станах, вентиляторах. Применяются в металлургической, цементной, нефтегазовой и других отраслях промышленности, где необходимо использовать оборудование большой мощности. В этой статье мы решили рассказать читателям сайта Сам Электрик, как может выполняться пуск синхронных двигателей.

Преимущества и недостатки

Конструктивно синхронные двигатели сложнее асинхронных, но они имеют ряд преимуществ:

• Работа синхронных электродвигателей в меньшей степени зависит от колебания напряжения питающей сети.
• По сравнению с асинхронными, они имеют больший КПД и лучшие механические характеристики при меньших габаритах.
• Скорость вращения не зависит от нагрузки. То есть колебания нагрузки в рабочем диапазоне не влияют на обороты.
• Могут работать со значительными перегрузками на валу. Если возникают кратковременные пиковые перегрузки, повышением тока в обмотке возбуждения компенсируют эти перегрузки.
• При оптимально подобранном режиме тока возбуждения, электродвигатели не потребляют и не отдают в сеть реактивную энергию, т.е. cosϕ равен единице. Двигатели, работая с перевозбуждением, способны вырабатывать реактивную энергию. Что позволяет их использовать не только в качестве двигателей, но и компенсаторов. Если необходима выработка реактивной энергии, на обмотку возбуждения подается повышенное напряжение.

При всех положительных качествах синхронных электродвигателей у них имеется существенный недостаток – сложность пуска в работу. Они не имеют пускового момента. Для запуска требуется специальное оборудование. Это долгое время ограничивало использование таких двигателей.

Способы пуска

Пуск синхронных электродвигателей можно осуществить тремя способами – с помощью дополнительного двигателя, асинхронный и частотный запуск. При выборе способа учитывается конструкция ротора.

Он выполняется с постоянными магнитами, с электромагнитным возбуждением или комбинированным. Наряду с обмоткой возбуждения на роторе смонтирована короткозамкнутая обмотка – беличья клетка. Её также называют демпфирующей обмоткой.

Запуск с помощью разгонного двигателя

Этот метод пуска редко применяется на практике, потому что его сложно реализовать технически. Требуется дополнительный электродвигатель, который механически соединен с ротором синхронного двигателя.

С помощью разгонного двигателя раскручивается ротор до значений близких к скорости вращения поля статора (к синхронной скорости). После чего на обмотку возбуждения ротора подают постоянное напряжение.

Контроль осуществляется по лампочкам, которые включены параллельно рубильнику, подающему напряжение на обмотки статора. Рубильник должен быть отключен.

В первоначальный момент лампы мигают, но при достижении номинальных оборотов они перестают гореть. В этот момент подают напряжение на обмотки статора. После чего синхронный электродвигатель может работать самостоятельно.

Затем дополнительный мотор отключается от сети, а в некоторых случаях его отсоединяют механически. В этом состоят особенности пуска с разгонным электродвигателем.

Асинхронный запуск

Метод асинхронного пуска на сегодня самый распространенный. Такой запуск стал возможен после изменения конструкции ротора. Его преимущество в том, что не нужен дополнительный разгонный двигатель, так как дополнительно к обмотке возбуждения в ротор вмонтировали короткозамкнутые стержни беличьей клетки, что дало возможность запускать его в асинхронном режиме. При таком условии этот способ пуска и получили широкое распространение.

Сразу же рекомендуем просмотреть видео по теме:

При подаче напряжения на обмотку статора происходит разгон двигателя в асинхронном режиме. После достижения оборотов близких к номинальным, включается обмотка возбуждения.

Электрическая машина входит в режим синхронизма. Но не все так просто. Во время пуска в обмотке возбуждения возникает напряжение, которое возрастает с ростом оборотов. Оно создает магнитный поток, который воздействует на токи статора.

При этом возникает тормозящий момент, который может приостановить разгон ротора. Для уменьшения вредного воздействия обмотки возбуждения подключают к разрядному или компенсационному резистору. На практике эти резисторы представляют собой большие тяжелые ящики, где в качестве резистивного элемента используются стальные спирали. Если этого не сделать, то из-за возрастающего напряжения может произойти пробой изоляции. Что повлечет выход оборудования из строя.

После достижения подсинхронной частоты вращения, от обмотки возбуждения отключаются резисторы, и на нее подается постоянное напряжение от генератора (в системе генератор-двигатель) или от тиристорного возбудителя (такие устройства называются ВТЕ, ТВУ и так далее, в зависимости от серии). В результате чего двигатель переходит в синхронный режим.

Недостатками этого метода являются большие пусковые токи, что вызывает значительную просадку напряжения питающей сети. Это может повлечь за собой остановку других синхронных машин, работающих на этой линии, в результате срабатывания защит по низкому напряжению. Для уменьшения этого воздействия цепи обмоток статора подключают к компенсационным устройствам, которые ограничивают пусковые токи.

Это могут быть:

1. Добавочные резисторы или реакторы, которые ограничивают пусковые токи. После разгона они шунтируются, и на обмотки статора подается сетевое напряжение.
2. Применение автотрансформаторов. С их помощью происходит понижение входного напряжения. При достижении скорости вращения 95-97% от рабочей, происходит переключение. Автотрансформаторы отключаются, а на обмотки подается напряжение сети переменного тока. В результате электродвигатель входит в режим синхронизации. Этот метод технически более сложный и дорогостоящий. А автотрансформаторы часто выходят из строя. Поэтому на практике этот метод редко применяют.

Частотный пуск

Частотный пуск синхронных двигателей применяется для запуска устройств большой мощности (от 1 до 10 МВт) с рабочим напряжением 6, 10 Кв, как в режиме легкого запуска (с вентиляторным характером нагрузки), так и с тяжелым пуском (приводов шаровых мельниц). Для этих целей выпускаются устройства мягкого частотного пуска.

Принцип работы аналогичен высоковольтным и низковольтным устройствам, работающим по схеме преобразователя частоты. Они обеспечивают пусковой момент до 100% от номинала, а также обеспечивают запуск нескольких двигателей от одного устройства. Пример схемы с устройством плавного пуска вы видите ниже, оно включается на время запуска двигателя, а затем выводится из схемы, после чего двигатель включается в сеть напрямую.

Системы возбуждения

До недавнего времени, для возбуждения применялся генератор независимого возбуждения. Он располагался на одном валу с синхронным электродвигателем. Такая схема еще применяется на некоторых предприятиях, но она устарела и теперь не применяется. Сейчас для регулировки возбуждения используются тиристорные возбудители ВТЕ.

Они обеспечивают:

• оптимальный режим пуска синхронного двигателя;
• поддержание заданного тока возбуждения в заданных пределах;
• автоматическое регулирование напряжения возбуждения в зависимости от нагрузки;
• ограничение максимального и минимального тока возбуждения;
• мгновенное увеличение тока возбуждения при понижении питающего напряжения;
• гашение поля ротора при отключении от питающей сети;
• контроль состояния изоляции, с оповещением о неисправности;
• обеспечивают проверку состояния обмотки возбуждения при неработающем электродвигателе;
• работают с высоковольтным преобразователем частоты, обеспечивая асинхронный и синхронный запуск.

Эти устройства отличаются высокой надежностью. Основным недостатком является высокая цена.

В заключение отметим, что самый распространенный способ пуска синхронных двигателей — это асинхронный запуск. Практически не нашел применения пуск с помощью дополнительного электродвигателя. В то же время частотный запуск, который позволяет в автоматическом режиме решить проблемы пуска, довольно дорогостоящий.

Материалы по теме:

принцип работы и устройство (фото)

Принцип работы синхронного двигателя

• Принцип работы синхронного двигателя
• Строение синхронного двигателя
• Принципы работы синхронного двигателя
• Способы запуска
• Применение
• Устройство и принцип действия синхронного двигателя
• Отличие от асинхронного мотора
• Конструкция мотора
• Как работает двигатель
• Синхронные генераторы
• Полюсы обмоток двигателя
• Воздействие полюсов
• Запуск электродвигателей синхронного типа
• Более современный способ разгона
• Преимущества и недостатки синхронных моторов

В целом, электрический двигатель представляет собой электромеханическое устройство, которое преобразовывает электрическую энергию в механическую.

По типу подключения двигатели бывают однофазные и 3-х фазные. Среди 3-х фазных двигателей наиболее распространенными являются индукционные (асинхронные) и синхронные электродвигатели.

Когда в 3-х фазном двигателе электрические проводники располагаются в определенном геометрическом положении (под определенным углом относительно друг друга), возникает электрическое поле. Образованное электромагнитное поле вращается с определенной скоростью, которая называется синхронной скоростью.

Если в этом вращающемся магнитном поле присутствует электромагнит, он магнетически замыкается с этим вращающимся полем и вращается со скоростью этого поля. Фактически, это нерегулируемый двигатель, поскольку он имеет всего одну скорость, которая является синхронной, и никаких промежуточных скоростей там быть не может. Другими словами, он работает синхронно с частотой сети.

Ниже дана формула синхронной скорости:

Ns = 120F/p

Оборудование, материаловедение, механика и …

Статьи Чертежи Таблицы О сайте Реклама

Пуск синхронного двигателя. Пуск синхронного двигателя может быть а) асинхронным, б) от вспомогательного двигателя. [c.536]

Основные параметры при асинхронном пуске синхронного двигателя следующие. [c.406]

Запуск синхронных двигателей, как и короткозамкнутых асинхронных, может производиться либо при полном, либо при пониженном напряжении сети. Выбор способа пуска синхронных двигателей определяется теми же соображениями, что и короткозамкнутых асинхронных. [c.441]

Способы пуска. В настоящее время всегда применяется асинхронный пуск синхронных двигателей. [c.511]

В последнее время иногда применяется пуск синхронных двигателей с наглухо подключенным возбудителем (в схеме на фиг. 24 отсутствует контактор М и разрядное сопротивление обмотка возбуждения о. в. подключена непосредственно на якорь возбудителя). Этот простой способ пуска применим, если момент сопротивления на валу двигателя в конце пуска не превышает [c.512]

Пуск синхронного двигателя. Перед включением масляного выключателя ВМ (см. рис. 176), подающего высокое напряжение к синхронному двигателю ДС, необходимо выполнить следующие подготовительные операции  [c.277]

Недостатки — сравнительно сложное оборудование и относительно высокая стоимость, так как пуск синхронного двигателя (его разгон до синхронной угловой скорости) связан с применением дополнительного оборудования. Поэтому синхронные электродвигатели применяют в тех случаях, когда к. п. д. дви-ателя и величина os ф имеют решающее значение (например, при больших ощностях в сочетании с редкими пусками и остановами), а также тогда, когда еобходимо строгое постоянство угловой скорости. [c.517]

При неподвижном синхронном двигателе действующие два момента от прямого и обратного вращающихся полей равны по величине и противоположны по знаку поэтому для пуска синхронного двигателя требуется внешний привод. В качестве этого привода на электровозе используется главный генератор Г1. При пуске синхронного двигателя главный генератор Г1 подключается к возбудителю (фиг. 120), приводимому в действие вспомогательным преобразователем ВП. При этом обмотка независимого возбуждения генератора Г1 сильно шунтируется омическим сопротивлением, чтобы обеспечить скорость вращения 1 500 об/мин. Такая скорость в )ащения достигается в течение [c.630]

Пуск синхронных двигателей может быть осуществлён путём асинхронного пуска или от вспомогательного двигателя-. [c.310]

Пуск синхронных двигателей в качестве асинхронных может быть осуществлён только в том случае, когда в полюсах двигателя имеется специальная пусковая короткозамкнутая обмотка в виде медных стержней (беличье колесо), уложенных через известные промежутки в полюсных наконечниках и замкнутых на торцевых концах кольцами. Пуск синхронных двигателей в качестве асинхронных должен производиться от пониженного напряжения (30—40% нормального). [c.310]

Бедрин Е. Н. Устройство для пуска синхронных двигателей поршневых. компрессоров. — Бюллетень изобретений . Авторское свидетельство № 126171, [c.155]

В современных моделях экскаваторов с приводом по системе Г-Д для возбуждения генераторов и электродвигателей постоянного тока, а также приводных синхронных двигателей предусмотрены тиристорные преобразователи ТПВ, которые, по сравнению с системами управления на магнитных усилителях, имеют лучшие технико-экономические показатели. Пуск синхронных двигателей от сети — прямой. На экскаваторах с мощными электродвигателя-466 [c.466]

Компрессорная станция—потребитель электроэнергии первой категории. Отключение питания от энергосистемы либо от автономного источника питания всего на несколько секунд приводит к полному прекращению технологического процесса. В связи с этим основными направлениями работы специалистов газовой промышленности являются направления по устранению недостатков в работе электрооборудования КС, т.е. повышению его надежности. Сравнительная простота обслуживания, быстрота пуска, экономичность — преимущества электропривода по сравнению с газотурбинным приводом. К недостаткам следует отнести полную зависимость от внешнего энергоснабжения, трудность регулирования и недопустимость больших отклонений от расчетных технологических режимов. Работа в условиях Севера выдвигает повышенные требования к фундаментам, технологической обвязке, схеме электроснабжения, надежности средств автоматики, защиты и т.д. Опыт эксплуатации ГПА с электроприводом СТД-12500 выявил ряд особенностей режимов работы синхронного двигателя, а также существенные недостатки-и недоработки схем автоматического управления и защит электродвигателя. Устранение их очень важно, поскольку на газопроводах продолжается установка таких агрегатов и разрабатываются новые мощностью 25 тыс. кВт. Преимущества электропривода, такие как компактность, простота монтажа и эксплуатации, высокий К.П.Д., стабильная мощность, общеизвестны. Однако низкая [c.25]

Привод насоса с синхронным электродвигателем и статическим преобразователем частоты (вентильный электропривод) состоит из статического преобразователя частоты с естественной коммутацией, синхронного неявнополюсного электродвигателя и возбудителя с системой управления (рис. 4.27), Синхронный двигатель более надежен по сравнению с асинхронным и обладает высоким пусковым моментом и малыми пусковыми токами, чем обеспечивается пуск ГЦН из турбинного режима. [c.131]

В синхронных двигателях, делающих 250 об/мин, пусковой ток при пуске от номинального напряжения равен 2,5/ у в двигателях с 240— 450 об/мин — 3/дг в двигателях более высоких скоростей равен (4 -ь 7) /дг. [c.20]

Пусковой ток синхронных и короткозамкнутых двигателей может быть уменьшен понижением напряжения при пуске. В коротко-замкнутых двигателях это выполняется автотрансформатором или переключением обмоток статора на время пуска с треугольника на звезду. В синхронных двигателях для уменьшения пускового тока применяются 1) пуск через автотрансформатор 2) пуск через реактор 3) комбинированный пуск через автотрансформатор и реактор 4) пуск от полного напряжения включением части параллельных статорных обмоток. Нужно иметь в виду, что как в синхронных, так и в короткозамкнутых двигателях при уменьшении пускового напряжения (пускового тока) пусковой момент уменьшается примерно пропорционально квадрату напряжения. Лишь в тех случаях, когда короткозамкнутые и синхронные двигатели невозможно применить по условиям пуска или использования маховых масс, приходится устанавливать двигатели с кольцами. [c.20]

Автоматизация ускорения по частотному принципу. Этот принцип практически используется для асинхронных двигателей с кольцами и для синхронных двигателей. В роторе двигателей того и другого типа при пуске [c.67]

Автотрансформатор применяется для понижения напряжения при пуске синхронных н асинхронных двигателей и для других целей. [c.393]

Пусковые характеристики. Синхронный двигатель пускается как асинхронный, т. е. при пуске ротор не возбуждается постоянным током, а вращающий момент создается взаимодействием токов обмотки статора и пусковой обмотки, причем ток в пусковой обмотке создается благодаря трансформаторной связи обеих упомянутых обмоток. [c.406]

При прямом пуске после подключения статора синхронного двигателя к сети последний разворачивается в асинхронном режиме с замкнутой на сопротивление обмоткой возбуждения до под-синхронной скорости. Затем обмотка возбуждения подключается к источнику постоянного тока,и двигатель втягивается в синхронизм. При пуске с пониженным напряжением возбуждение может включаться либо на ступени пониженного напряжения (легкий пуск), либо после подключения статора к полному напряжению сети (тяжелый пуск). В отдельных случаях запуск синхронных двигателей производится с наглухо подключенным возбудителем. [c.441]

Прямой пуск короткозамкнутых двигателей. Коротко-замкнутые асинхронные двигатели обычно пускаются непосредственно от сети на полное напряжение. Начальный пусковой момент М и начальный пусковой ток 1 короткозамкнутых двигателей при пуске под полным напряжением колеблются в зависимости от синхронной скорости вращения, мощности и формы исполнения ротора. [c.508]

Электрический генератор имеет мощность 15 000 ква. Пусковой двигатель четырехполюсный. Мощность, потребляемая для пуска установки, составляет 2—3% от номинальной мощности установки, и двигатель работает не более 3—5 минут. После окончания пуска этот двигатель отсоединяется от вала газовой турбины. Он служит также для разгона электрического генератора до полной скорости, когда последний используется без газовой турбины в качестве синхронного компенсатора. В этом случае двигатель соединяется с валом электрического генератора через зубчатую передачу, включающую в себя и магнитную синхронизирующую муфту фирмы Зульцер, которая дает возможность производить соединение и разъединение валов во время работы. Эта муфта и двойная зубчатая передача позволяют переходить от выработки активной мощности к выработке реактивной мощности и останавливать газовую турбину без [c.90]

Обмотки возбуждения синхронных двигателей и синхронных компенсаторов при пуске  [c.200]

Начальный пусковой ток асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором частотой 50 Гц, мощностью более 0,6 кВт и синхронных двигателей при асинхронном пуске [c.202]

Защита и блокировка. Защита синхронного двигателя от коротких замыканий осуществляется максимальными реле масляного выключателя при пуске двигателя эта защита шунтируется контактами реле времени РВП. [c.285]

Электроприводы с электромагнитными муфтами. Применение муфт позволяет разделить пуск двигателя и механизмов, уменьшить время протекания пускового тока, устранить удары в механических передачах, ограничить перегрузки и проскальзывание ленты конвейеров или колес тележек на путях и обеспечить плавность разгона механизмов. Использование муфт позволяет применять без ограничения мощности двигатели с короткозамкнутым ротором и синхронные двигатели с асинхронным пуском. Резкое уменьшение пусковых потерь в двигателях снимает ограничения по допустимому числу включений. Уменьшается износ ленты конвейеров, колес тележек, шестерен редукторов и т. д. [c.55]

Пу.ск о в а я обмотка (беличья клетка) — короткозамкнутая стержш ее закладываются в пазы полюсных башмаков н замыкаются с торцов сегментами. Служит для пуска синхронных двигателей. [c.404]

На фиг. 8 приведена схема прямого пуска синхронного двигателя низкого напряжения. Наиболее ответственным узлом схемы является реле подачи возбуждения РПВ, включающее контактор возбуждения М при достижении двигателем нодсинхронной скорости. В процессе пуска обмотка возбуждения включена на якорь возбудителя последова-гельно с большим сопротивлением СГ. При нажатии кнопки Пуск включится контактор Л, подключая статор двигателя к сети. После этого включается РПВ и своим н. 3. контакто.м размыкает цепь [c.442]

На фиг. 6 приведена схема прямого пуска синхронного двигателя низкого напряжения. Наиболее ответственным узлом схемы является реле подачи возбуждения РПВ, включающее контактор возбуждения М при достижении двигателем подсинхронной скорости. В процессе пуска обмотка возбуждения включена на якорь возбудителя последовательно с большим сопротивлением СГ. При нажатии кнопки Пуск включится контактор Л, подключая статор двигателя к сети. После этого включается РПВ и своим НЗ контактом размыкает цепь катушки контактора М, а вторым НО контактом включает реле РБ. При достижении двигателем подсинхронной скорости реле РПВ отпадает, включая кон- [c.546]

Пуск главного преобразовательного агрегата машинист осуществляет поворотом рычага Пуск синхронного двигателя , все дальнейщие операции пуска продолжаются автоматически. Окончание пуска сигнализируется потуханием лампочки. [c.631]

Схема работает следующим образом пусть сначала вводят в действие двигатель КА2 затем относительно этого двигателя с заданным углом сдвига осуществляют пуск других синхронных двигателей. Переключатели П на всех установках должны находиться в положении 2. Реле РУС2 закорочено, и его контакты разомкнуты в цепи промежуточного реле РП. При этом автоматическая подача возбуждения при пуске синхронного двигателя определяется только работой реле подачи возбуждения РПВ (типа РЭ-100), снабженного двумя катущками и демпферной гильзой. [c.123]

Нерегулируемый с редкими пусками мощностью более 80 кВт Синхронные двигатели Компрессоры, насосы (нерегулируемые), дви-гател ь-геиераторы, непрерывные нерегулируемые прокатные станы [c.125]

При анализе переходных и установившихся процессов в синхронных электродвигателях используются допущения, аналогичные рассмотренным применительно к асинхронным двигателям. Электродвигатель считается явнополюсным, имеющим короткозамкнутую демпферную обмотку, используемую при прямом (асинхронном) пуске. Уравнения электромеханических переходных процессов в синхронных двигателях принято составлять в координатных осях d, q, О, неподвижных [c.27]

Выбор электрического типа двигателя переменного тока с нерегулируемой скоростью. По экономическим соборажениям для приводов с нерегулируемой скоростью, которые не рассчитываются на большую частоту пуска в ход, следует применять исключительно двигатели переменного (трёхфазного) тока одного из следующих трёх электрических типов 1) короткозамкнутые асинхронные 2) синхронные 3) асинхронные с кольцами. Выбор решается экономическими соображениями с учётом влияния коэфициента мощности ( os электрической энергии. В отношении os синхронный двигатель, работающий при os р = = 1 или os ip = 0,8 при упреждающем токе. Преимущество короткозамкнутого двигателя заключается в более простой конструкции и, следовательно, в меньшей первоначальной стоимости. В современной практике в основном применяются короткозамкнутые и синхронные двигатели. При мощностях примерно до [c.19]

Прибор включается тумблером Т (рис. 30, б), возможен также дистанционный луск прибора с помощью кнопки К, замыкающей цепь соленоида С, воздействующего на блокировочные контакты пусков К2 или для ст- ключения двигателей Д, при этом загорается лампочка Л. Синхронный двигатель Д вращает расцределитель-ный вал через редуктор, храповой расцепляющий механизм и четырехступенчатую коробку скоростей. Кулачки, расположенные на расдределительном валу, сбрасывают и взводят защелки быстродействующих путевых, выключателей левый кулачок сбрасывает защелку, а правый — взводит. Путевые выключатели через электрические контакты Ki замыкают и размыкают электрическую цепь. Прибор подключается к сети напряжением 127 в, частотой 50 гц, потребляемая М0Щ Н0Сть 50 вт, вес прибора не более 10 кг. [c.87]

Опыты обращения перестановочнолопастного насоса в турбину производились в 1940 г. на одной из насосных станций канала имени Москвы [Л. 127]. Здесь осевой насос диаметром 2,5 м, с синхронным двигателем 8 3 000 кет, при оборотности 214, при напоре до 8,5 м подает 25 м /сек. При пуске его в качестве турбины с той же оборотностью он при напоре 8,2 м пропускал расход 18 25 м 1сек и давал мощность 1 300 ( 500 кет при к. п. д. 80-г 60%. [c.231]

Нерегулируемые с редкими пусками мощностью от 80 кет и выше Синхронные двигатели Компрессоры, насосы (нерегулируемые), двигатель-генераторы, непрерывные нерегулируемые лрокатные ст .ны [c.125]

Схема электропривода механизма подъема ковша. Подъемный механизм (рис. 179, а) приводится в действие двумя двигателями ДП1 и ДП2, включенными последовательно в цепь якоря 1 енера-тора подъема ГП. Перед пуском двигателей должны быть включены пакетный выключатель ВТП тормозов (установлен на щите управления), автоматы 18А (см. рис. 181), 1А и 2А двигателей вентиляторов подъемных двигателей (контакты 2Л в цепи контактора 1Л замкнуты, так как при запуске синхронного двигателя включается автомат ЗА). [c.289]

Электроагрегаты АБ-4-0/230М1 (см. табл. 8.2) являются источниками переменного однофазного тока со стартерным пуском карбюраторного двигателя. В состав агрегата входят двигатель, генератор, блок аппаратуры, блок приборов, ТБ, рама, каркас, кожух, АБ, комплект ЗИП. На корпусе генератора стоит блок 3 (рис. 12.4) аппаратуры, в котором размещены аппаратура управления и регулирования. На корпусе блока аппаратуры смонтирован блок 2 приборов. Над генератором расположен ТБ. Через амортизаторы к раме агрегата прикреплена штатная АБ. В агрегате установлен двигатель УД-25Г (см. табл. 3.3). С двигателем сочленен синхронный генератор ГАБ-4-0/230 (ем. табл. 3.4). [c.205]

Дизель можно пустить также, используя тяговый генератор в режиме синхронного двигателя. При этом к обмоткам статора, как и при асинхронном пуске, подводится питание от полупроводникового инвертора с постепенным повышением напряжения и частоты, начиная с нулевых значений. В обмотке возбуждения поддерживается постоянное значение тока. Ротор первых оборотов вращается синхронно с полем статора. Управление тиристорами инвертора должно быть согласовано с мгновенным положением ротора, для чего в систему регулирования вводится специальный датчик, что, естественно, ее несколько усложняет. При опытных пусках дизеля тепловоза 2ТЭП6 пусковой ток аккумуляторной батареи был меньше, чем при пуске со стартером постоянного тока при меньшей продолжительности пуска. [c.95]

Силиконы применяются и для смазки синхронных двигателей,, ночных приборов, реле времени, спидометров, инструментов, втулок из пористых бронз. Имея низкую температуру застывания и практически малоизменяемую вязкость, эти масла обеспечивают точность, надежность работы приборов и стабильность их показаний при различных рабочих и температурных режимах работы, например при пуске машин и после продолжительной работы, когда происходит их разогревание. [c.41]

Смотреть страницы где упоминается термин Пуск синхронных двигателей: [c.408]    [c.536]    [c.17]    [c.18]    [c.18]    [c.19]    [c.408]    [c.51]    Справочник машиностроителя Том 2 (1955) — [ c.407 , c.408 ]

Двигатель не пускается

Двигатель синхронный

Пуск асинхронных двигателей синхронных двигателей

Пуск асинхронных синхронных двигателей

Область применения

• конвейеры,
• мощные вентиляторы,
• мельницы,
• эксгаустеры,
• компрессоры,
• дробилки,
• прокатные станки.

Cистемный уровень проектирования

1. Вопросы системного уровня проектирования

   Применение MATLAB, Simulink, CoCentric, SPW, SystemC ESL, SoC

   Модераторы раздела Rst7 

3. Операционные системы

   Linux, Win, DOS, QNX, uCOS, eCOS, RTEMS и другие

   Модераторы раздела Rst7 
   • Программирование
   • Linux
   • uC/OS-II
   • scmRTOS
   • FreeRTOS
   • Android

4. Документация

   оформление документации и все что с ней связано

   Модераторы раздела Rst7 

5. Системы CAD/CAM/CAE/PLM

   обсуждение САПР AutoCAD, Компас, SolidWorks и др.

7. Электробезопасность и ЭМС

   Обсуждение вопросов электробезопасности и целостности сигналов

   Модераторы раздела Rst7 
   • ЭМС
   • Электробезопасность

8. Управление проектами

   Управление жизненным циклом проектов, системы контроля версий и т.п.

   Модераторы раздела Rst7 

9. Нейронные сети и машинное обучение (NN/ML)

   Форум для обсуждения вопросов машинного обучения и нейронных сетей

   Модераторы раздела Rst7 

Способы пуска и схемы подключения синхронного двигателя

Синхронные электрические машины обладают рядом преимуществ в сравнении с другими типами агрегатов. Но в то же время, включать их напрямую в сеть под нагрузку нельзя. Поэтому в данной статье мы рассмотрим способы пуска и схемы подключения синхронного двигателя.

Отличие от асинхронного двигателя

Основным отличием синхронного электродвигателя от асинхронного заключается в принципе преобразования электрической энергии в механическое вращение. У синхронного электродвигателя процесс вращения ротора идентичен вращению рабочего электромагнитного поля, вырабатываемого трехфазной сетью. А вот у асинхронного рабочее поле самостоятельно наводит ЭДС в роторе, которая уже затем вырабатывает собственный поток взаимоиндукции и приводит вал во вращение. В результате чего асинхронные электрические машины получают разность во вращении рабочего поля и нагрузки на валу, что выражается физической величиной – скольжением.

В работе классические модели асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором:

• плохо переносят перегрузки;
• имеют сложности пуска со значительным усилием;
• меняют скорость вращения, в зависимости от нагруженности рабочего органа.

В некоторой степени эти недостатки преодолевает асинхронный двигатель с фазным ротором, но в полной мере избавиться от недостатков получается лишь синхронному агрегату.

Рис. 5. Отличие асинхронного от синхронного электродвигателя

8.2. Специальные синхронные двигатели

В автоматике используется СД малой мощности, от 0,1 до 500 Вт, Есть различные типы СД: редукторные, гистерезисные, бесконтактные, различные виды шаговых двигателей.

8.2.1. Гистерезисные двигатели

Гистерезисным двигателем называется синхронный двигатель, в котором вращающий момент создается за счет явления гистерезиса при перемагничивания ферромагнитного материала ротора. Статор гистерезисного двигателя подобен статору обычной машины переменного тока. Ротор представляет собой стальной цилиндр из ферромагнитного магнитотвердого материала (имеющего широкую петлю гистерезиса) без обмотки. С целью удешевления ротор делают сборным: кольцо из ферромагнитного материала и немагнитная или магнитомягкая втулка (рис.94).

Рис. 94. Ротор гистерезисного двигателя и схема возникновения гистерезисного момента

В гистерезисном двигателе ротор, вращающийся с синхронной скоростью, представляет собой постоянный магнит. Так как ротор выполнен из магнита твердого материала, то элементарные магнитики перемагничиваются не мгновенно, а с отставанием из-за гистерезиса, это и создает гистерезисный момент. Ось магнита из-за явления гистерезиса отстает от оси вращающегося магнитного поля на угол θг гистерезисного сдвига, вследствие чего возникает тангенциальная составляющая fг сил взаимодействия между полюсами ротора и потоком статора. Величина силы fг и создаваемый ею момент не зависят от скорости вращения, а определяются шириной петли гистерезиса ферромагнитного материала.

Если нагрузочный момент больше Мг, то двигатель перейдет в асинхронный режим работы, т.е. появится дополнительный асинхронный момент Ма. Движущий момент ротора создается двумя составляющими: моментом вихревых токов и гистерезисным моментом. Рис. 95.

Рис. 95. Механическая характеристика гистерезисного двигателя

Асинхронный момент Ма есть результат взаимодействия вращающегося магнитного поля с вихревыми токами, которые индуктируются этим полем в сердечнике ротора. Т к. ротор имеет большое активное сопротивление, то характеристика Ма=f(s) практически линейна и асинхронный гистерезисный момент максимален при s=1.Рис. 95.

,

где П2Н – потери на перемагничивание ротора при неподвижном роторе; Пвихр.Н – потери на вихревые токи при неподвижном роторе;

Двигатель используется в приводах небольшой мощности до 2000 Вт, частота f=50, 400 и 500 Гц.

Достоинства гистерезисного двигателя: простота, надежность, плавность входа в синхронизм, значительный пусковой момент, бесшумность, малый пусковой ток, сравнительно высокий КПД (до 60%).

Недостатки: дороговизна, склонность к качаниям при резких изменениях нагрузки, значительный нагрев ротора.

8.2.2. Шаговые двигатели

Шаговыми двигателями называются синхронные двигатели, преобразующие команду, заданную в виде импульсов, в фиксированный угол поворота двигателя или в фиксированное положение подвижной части двигателя без датчиков обратной связи. Шаговый двигатель имеет не менее двух положений устойчивого равновесия ротора в пределах одного оборота.

Напряжение питания обмоток управления шагового двигателя представляет собой последовательность однополярных или двуполярных прямоугольных импульсов, поступающих от электронного коммутатора Результирующий угол соответствует числу переключений коммутатора, а частота вращения двигателя соответствует частоте переключений электронного коммутатора.

Шаговые двигатели различаются по числу фаз и типу магнитных системна ШД с активным ротором (с постоянными магнитами), ШД реактивного типа и индукторные.

Мощность шаговых двигателей лежит в диапазоне от единиц ватт до одного киловатта.

1. Шаговые двигатели с активным ротором. В отличие от синхронных машин непрерывного вращения шаговые двигатели имеют на статоре явно выраженные полюса, на которых расположены катушки обмоток управления. Ротор обычно представляет собой многополюсную звездочку из специального сплава. Есть варианты двух-, трех- и четырехфазных двигателей. Трехфазные двигатели имеют лучшие динамические характеристики и более равномерный ход. Управление ШД производится однополярными импульсами, поочередно подаваемыми на обмотки статора. Каждый импульс вызывает поворот ротора на единичный шаг.

Рассмотрим принцип действия простейшего двухфазного двухполюсного ШД с активным ротором в виде постоянного магнита. При включении фазы под постоянное напряжение (условно положительной полярности) вектор намагничивающей силы НС статора совпадет с осью фазы А. В результате взаимодействия НС статора с полем постоянного магнита ротора возникнет синхронизирующий момент Мс = Mmaxsinq, где q – угол между осью ротора и вектором НС. Рис. 96.

Рис. 96. Принцип работы ШД

При отсутствии тормозного момента ротор займет положение, при котором его ось совпадет с осью фазы А (рис. 96, первый такт). Если теперь отключить фазу А и включить фазу В, вектор НС и ротор повернуться на 90о(второй такт). При включении фазы А на напряжение обратной полярности (третий такт) НС и ротор повернутся еще на 90о и т.д.

Если к ротору ШД приложен момент нагрузки, то при переключении фаз ротор будет отставать от вектора НС на некоторый угол qн = arcsin(Mн/Mmax).

В зависимости от типа электронного коммутатора управление ШД может быть:

• одноплярным или разнополярным;
• симметричным или несимметричным;
• потенциальным или импульсным.

При однополярном управлении напряжение каждой фазе изменяется от 0 до +U, а при разнополярном – от -U до +U.

Управление называется симметричным, если в каждом такте коммутации задействуется одинаковое число обмоток, и несимметричным – если разное.

При потенциальном управлении напряжение на обмотках изменяется только в моменты поступления управляющих импульсов. При отсутствии управляющего сигнала обмотка или группа обмоток находятся под напряжением, а положение ротора фиксируется полем обмоток. При импульсном управлении напряжение на обмотки подается только на время отработки шаг, после чего оно снимается и ротор удерживается в заданном положении либо реактивным моментом, либо внешним фиксирующим устройством.

В двухполюсной машине число устойчивых положений в пределах одного оборота ротора n при разных способах коммутации может быть равно 1, 2, 4m, где m – число фаз: В многополюсных ШД число устойчивых положений возрастает пропорционально числу пар полюсов р.

Одним из определяющих параметров ШД является шаг ротора, т.е. угол поворота ротора, соответствующий одному управляющему импульсу (угол между двумя соседними устойчивыми состояниями): a = 360/pn.

ШД с активным ротором удается выполнить с шагом до 15о. Дальнейшее уменьшение шага ограничено технологическими трудностями создания ротора в виде постоянного магнита с числом пар полюсов больше шести.

2. Реактивные шаговые двигатели. Гораздо более мелкий шаг (до долей градуса) можно получить в реактивных редукторных ШД. Редукторные ШД выполняются с числом фаз m = 2 – 4. Они имеют ферромагнитный зубчатый ротор с равномерно расположенными zp зубцами и гребенчатые зоны статора, смещенные относительно друг друга на угол 2p/(mzp) рис.97. Число пазов статора и ротора, их геометрические размеры выбираются такими, чтобы обеспечить необходимую величину шага и синхронизирующего момента при заданном виде коммутации токов.

Электромагнитный синхронизирующий момент реактивного двигателя обусловлен, как и у обычного синхронного двигателя, разной величиной магнитных сопротивлений по продольной и поперечной осям двигателя. Основным недостатком шагового реактивного двигателя является отсутствие синхронизирующего момента при обесточенных обмотках статора.

Реактивные шаговые двигатели позволяют редуцировать частоту вращения ротора. При большом числе зубцов ротора Zр его угол поворота значительно меньше угла поворота поля статора. Величина углового шага редукторного шагового двигателя определится выражением: a = 360/Zp. В результате можно получить шаговые двигатели с угловым шагом, составляющим доли градуса.

Индукторные (гибридные) шаговые двигатели. совмещают преимущества активного шагового двигателя (большой удельный синхронизирующий момент на единицу объема, наличие фиксирующего момента) и реактивного шагового двигателя (малая величина шага).

Рис. 96. Конструкция реактивного ШД

Во всех конструкциях индукторных шаговых двигателей вращающий момент создается за счет взаимодействия магнитного поля, создаваемого обмотками статора и постоянного магнита в зубчатой структуре воздушного зазора. При этом синхронизирующий момент шагового индукторного двигателя по природе является реактивным и создается намагничивающей силой обмоток статора, а постоянный магнит, расположенный либо на статоре, либо на роторе, создает фиксирующий момент, удерживающий ротор двигателя в заданном положении при отсутствии тока в обмотках статора.

3. Режимы работы ШД.

1. Статический режим – это режим, при котором ротор фиксируется в одной из позиций, а по обмоткам статора протекает постоянный ток, создающий неподвижное в пространстве магнитное поле.

2. Квазистатический режим – это режим отработки единичных шагов, при котором переходные процессы от предыдущего такта коммутации полностью затухли и скорость ротора в начале следующего шага равна нулю.

3. Установившийся режим – это режим, соответствующий постоянной частоте следования управляющих импульсов. При частоте управляющих импульсов f1, меньшей частоты собственны колебаний двигателя f0, движение ротора носит колебательный характер, что увеличивает динамическую ошибку при отработке заданного перемещения. При частоте управляющих импульсов f1 = f0/k, где k – целое число, возникает явление электромеханического резонанса, которое при слабом демпфировании колебаний может привести к нарушению нормального движения ротора и выпадению его из синхронизма. При f1 > f0 имеют место вынужденные колебания с частотой управляющих импульсов; амплитуда их монотонно уменьшается с увеличением частоты.

4. Переходный режим – это основной эксплуатационный режим работы ШД. Он включает в себя пуск, реверс, торможение, переход с одной управляющей частоты на другую. Основное требование к ШД в переходных режимах заключается в отсутствии потери шага, т.е. сохранение синхронизма при любом характере изменения управляющих импульсов.

Предельная механическая характеристика – это зависимость допустимого момента сопротивления от частоты управляющих импульсов в установившемся режиме работы (рис.97). С ростом частоты сказывается запаздывание в нарастании тока, обусловленное индуктивностью обмоток. При некоторой предельной частоте момент двигателя становится равным нулю. Предельную механическую характеристику рассматривают обычно при f>f0.

Рис. 97. Механические характеристики ШД

Максимальная частота управляющих импульсов, при которой возможен пуск без потери шага, называется частотой приемистости fпр. Частота приземистости является важным показателем переходного режима ШД Частота приемистости растет с увеличением максимального синхронизирующего момента, уменьшением шага, снижением постоянной времени обмоток, нагрузки и момента инерции. Для современных ШД fпр = 100-1000 Гц.

Предельная динамическая характеристика – зависимость частоты приемистости от момента сопротивления и момента инерции нагрузки. Такие характеристики называются предельными динамическими характеристиками пуска. Существуют также предельные динамические характеристики реверса и торможения

Микроконтроллеры (MCs)

4. MSP430

   Texas Instruments

   Модераторы раздела VAI 

6. Отладочные платы

   Вопросы, связанные с отладочными платами на базе МК: заказ, сборка, запуск

   • Arduino
   • Raspberry Pi
   • Rainbow
   • Siberia
   • EVMxxxx

Печатные платы (PCB)

1. Разрабатываем ПП в САПР – PCB development

   FAQ, вопросы проектирования в ORCAD, PCAD, Protel, Allegro, Spectra, DXP, SDD, WG и др.

   • Библиотеки компонентов
   • Altium Designer, DXP, Protel
   • P-CAD 200x howto
   • Эремекс, Delta Design
   • Cadence
   • Примеры
   • Zuken CADSTAR
   • Mentor Xpedition Enterprise, PADS
   • KiCAD

2. Работаем с трассировкой

   тонкости PCB дизайна, от Spectra и далее.

   Модераторы раздела fill 

Сборка РЭУ

1. Пайка и монтаж

   вопросы сборки ПП, готовых изделий, а также устранения производственных дефектов

2. Корпуса

   обсуждаем какие есть копруса, где делать и прочее

4. Пуск синхронного двигателя при вентиляторной нагрузке

При вентиляторном характере нагрузки (3) уравнение (2) принимает вид

где kc = kv/pJ — безразмерный коэффициент.

При сохранении направления вращения можно просто полагать момент нагрузки пропорциональным квадрату скорости вращения ротора синхронного двигателя и записать уравнение (42) в виде

Переход при условии (7) к фазовым координатам х, у (12) дает уравнение с переменными (зависящими от t) коэффициентами

Таким образом, фазовые траектории на плоскости (х, у) оказываются нестационарными, что существенно затрудняет анализ процесса.

В первом приближении при относительно медленном разгоне можно положить, что за период колебаний синхронного двигателя скорость вращения поля (εt) изменяется незначительно. Это позволяет построить стационарные фазовые траектории, зависящие от t как от параметра.

Записав дифференциальное уравнение фазовой траектории в виде

находим две особые точки фазовой плоскости:

и

Можно показать, что первая особая точка — устойчивый фокус, а вторая — «седло».

Рис. 7

Исследование на модели при характерных значениях параметров: εm = 2900, ε = 166 эл.рад/с, kс = 6,25×10–3 — позволило определить область допустимых отклонений от устойчивого положения равновесия (45) (устойчивого фокуса) и характер ее изменения в процессе разгона. Модель (рис. 7) построена в системе Matlab 6.5/Simulink 5 по системе уравнений

полученной в результате представления дифференциального уравнения второго порядка (43) в виде системы двух уравнений первого порядка (в форме Коши). Результаты моделирования, наблюдаемые на графопостроителе ХУ Graph, показали, что область допустимых отклонений при фиксированной скорости ограничивается устойчивыми «усами», входящими в «седло». На рис. 8 и 9 построены области устойчивости фокуса (50) при Ω = εt, равном 100 и 500 эл. рад/с. Из рис. 8 и 9 видно сужение области притяжения устойчивого фокуса (50) при увеличении Ω = εt. Это следует также и из формул (45) и (46), показывающих сближение особых точек (45) и (46) с ростом Ω. Вентиляторная нагрузка, как видно из рис. 8 и 9, проявляется в вытягивании области притяжения устойчивого фокуса (45) узкой криволинейной сужающейся полосой в направлении отрицательных значений у и положительных значений х. Физически это соответствует возможности согласования ротора с полем при значительном отставании ротора, имеющего существенно большую скорость, чем поле статора. Догоняя поле, ротор вследствие вентиляторной нагрузки тормозится, что и делает возможным согласование.

Рис. 8

Рис. 9

Результатом исследования на математической модели процесса равноускоренного разгона синхронного двигателя при ε = 136, εm = 4350 эл.рад/с, kс = 6,25×10–3, нулевых НУ и скачкообразном сбросе ускорения на ноль в момент достижения заданной скорости синхронного двигателя dξ/dt = 680 эл.рад/с при tp = 5 с представлены на рис. 10. Математическая модель, построенная в системе Matlab 6.5/Simulink 5, содержит модель равноускоренного вращения поля статора в течение tp = 5 с при ε = 136 эл.рад/с с последующим равномерным вращением со скоростью, достигнутой в конце разгона (680 эл.рад/с), а также модель синхронного двигателя, учитывающую синусоидальную зависимость синхронизирующего момента от разности углов поворота поля статора и ротора и тормозящий момент, пропорциональный квадрату скорости.

Рис. 10

На экране Scope2 представлен процесс изменения скорости ротора синхронного двигателя. Процесс изменения рассогласования поля статора и ротора представлен на экране Scope1, а его производная (скорость изменения рассогласования)— на экране Scope. Процесс, представленный на фазовой плоскости, изображен на экране ХУGraph.

Нулевые НУ в начале разгона, согласно изложенному выше, вызывают колебательный процесс. В начале процесса амплитуда колебаний угла рассогласования составляет, судя по осциллограмме Scope1, примерно 0,0313 эл.рад, а амплитуда колебаний скорости его изменения согласно осциллограмме Scope1 — 2,062 эл.рад/с. Результаты хорошо согласуются с теоретическими. Действительно, учитывая ε/εm = 136/4350 ≈ 0,0313 << 1, согласно (9), можно считать амплитуду колебаний рассогласования равной этому значению, а амплитуду колебания — скорости его изменения, равной

В процессе разгона колебания под действием момента трения, пропорционального квадрату скорости, к концу разгона практически полностью затухают. Однако вмомент окончания разгона скорость вращения поля становится постоянной, а отставание ротора от поля скорости становится больше необходимого для создания синхронизирующего момента, уравновешивающего момент нагрузки, на величину, обеспечивавшую ускорение ротора. Кроме того, имеется небольшое различие скоростей ротора и поля статора. Все это создает ненулевые НУ для режима синхронного вращения ротора синхронного двигателя с постоянной скоростью. Это приводит к колебательному переходному режиму установления постоянной скорости вращения ротора, представленному на осциллограммах Scope и Scope1 на интервале времени от 5 до 6 с.

Возможность полного исключения сопровождающих разгон колебаний, отмеченную ранее, иллюстрирует рис. 11. В отличие от рассмотренного выше случая нулевых НУ пуск моделируется при начальном угле поворота статора синхронного двигателя, равном 0,0312695 эл.рад, соответствующем абсциссе центра фазовых траекторий при пуске синхронного двигателя на холостом ходе. Благодаря правильно подобранным ненулевым НУ колебания на участке разгона синхронного двигателя (0 < t < tp = 5 с) полностью исключены (см. осциллограммы Scope и Scope1).

Рис. 11

При переходе в режим синхронного вращения с постоянной скоростью колебания также не возникают (промежуток времени от 5 до 6 с). Достигнуто это за счет уменьшения угла поворота поля статора на Δξ = 0,0425 эл.рад и скорости вращения поля на Δ(dξ/dt) = 0,3673 эл.рад/с в момент окончания разгона синхронного двигателя (tp = 5 с). Значение Δξ можно рассчитать по формуле.

где Ω — значение скорости ротора в конце разгона, которое меньше значения εtp = 680 эл.рад/с на небольшую величину 0,3673 эл.рад/с, определенную моделированием.

Расчет по формуле (48) дает значение Δξ = 0,042613 эл.рад/с, хорошо согласующееся с подобранным экспериментально значением Δξ = 0,0425 эл.рад/с.

Изменение угла поворота поля статора на Δξ и его скорости вращения на Δ(dξ/dt) в момент окончания разгона осуществляют в модели (рис. 11) генераторы скачков Step2 и Step3 соответственно. Разумеется, в реальных условиях скачкообразное изменение угла поворота поля статора возможно лишь приближенно. Следовательно, реально можно существенно уменьшить колебания, а полностью исключить их можно только в идеализированной модели.

Подсоединение к однофазной сети

Трехфазный двигатель можно включать в однофазную сеть, хотя и с потерей мощности, если одну из обмоток подключить через фазосдвигающий конденсатор. Однако при таком включении двигатель сильно теряет в своих параметрах, поэтому этот режим использовать не рекомендуется.

Применение

Область применения синхронных электрических машин охватывает производство электрической энергии на электростанциях. По видам генераторы подразделяются на турбинные, дизельные и гидравлические, в зависимости от способа приведения их во вращение.

Также их используют в качестве электродвигателей, которые могут переносить существенные перегрузки в процессе эксплуатации. Такие двигатели устанавливаются на вентиляторах, компрессорах, силовых агрегатах и прочем оборудовании. Отдельная категория электродвигателей применяется в точном оборудовании, где важна синхронизация операций и процессов.

Литература

1. Дробкин Б. З., Корзунов Е. А., Крутяков Е. А., Павлов П. А., Пронин М. В. Высоковольтные преобразователи частоты ОАО «Электросила» // Электротехника. 2003. № 5.
2. Понтрягин Л. С. Обыкновенные дифференциальные уравнения. М.: Наука. 1965.

Преимущества синхронных машин

Асинхронные и синхронные электродвигатели имеют очень схожие конструкции, но различия всё равно имеются. В последних имеется явное преимущество в том, что происходит возбуждение от источника постоянного тока. В этом случае может мотор работать при очень большом коэффициенте мощности. Существуют также другие преимущества синхронных двигателей:

1. Они работают с завышенным коэффициентом. Это позволяет уменьшить расход электроэнергии, а также существенно снижает потери тока. Коэффициент полезного действия синхронной машины будет намного выше, нежели у асинхронного двигателя с такой же мощностью.
2. Крутящий момент напрямую зависит от того, какое напряжение в питающей сети. Даже при условии, что напряжение в сети уменьшится, мощность сохранится.

Но всё равно асинхронные машины используется намного чаще, нежели синхронная. Дело в том, что они имеют большую надежность, простую конструкцию, не требуют дополнительного ухода.

Каталог электродвигателей по цене производителя

В каталоге ООО ПТЦ «Привод» широко представлены электродвигатели для работы в одно- и трехфазной сети. Каждая модель устройства имеет подробное описание (технические характеристики, расшифровка наименования, габариты, данные о производителе и т. д.). В нашем ассортименте легко выбрать и можно выгодно купить электрические двигатели для решения самого широкого спектра задач.

Поставщики компонентов для электроники

1. Поставщики всего остального

   от транзисторов до проводов

Дополнительные разделы – Additional sections

1. Встречи и поздравления

   Предложения встретиться, поздравления участников форума и обсуждение мест и поводов для встреч.

2. Ищу работу

   ищу работу, выполню заказ, нужны клиенты – все это сюда

3. Предлагаю работу

   нужен постоянный работник, разовое предложение, совместные проекты, кто возьмется за работу, нужно сделать.

4. Куплю

   микросхему; устройство; то, что предложишь ты 🙂

5. Продам

   есть что продать за деньги, пиво, даром ?
   Реклама товаров и сайтов также здесь.

6. Объявления пользователей

   Тренинги, семинары, анонсы и прочие события

681 посетителей(за последние 15 минут)

10 участников, 671 гостей, 0 скрытых участников.

Статистика форума

Сообщений	1 696 473
Тем	151 958
Участников	64 659
Новый участник	DanielSname

типы моторов, их особенности и инструкция по работе

Вначале рассмотрим разницу между устройствами 380 и 220 вольт. Настолько очевидна, насколько непонятна непосвященным. Привыкли, каждый домашний прибор подключается двумя проводами, один является фазой, второй – схемной землей. Большая часть техники заземляется. Если речь касается однофазных двигателей, делается на случай пробоя обмотки-корпус. Фаза появится на кожухе – хорошего мало. Рассмотрим способы подключения электродвигателей согласно типу, начнем количеством фаз – одна или три.

Трехфазные и однофазные двигатели

Схемы подключения двигателя звезда, треугольник

Предваряя обсуждение подключения двигателя звезда/треугольник, начитаем теорию. Трехфазный и однофазный двигатели снабжены иногда тремя проводами подключения. Бросьте далеко ходить. Возьмем следующие два случая:

1. Трехфазный двигатель имеет внутреннюю коммутацию обмоток схемой звезда. Полюсы  снабжены одной общей точкой. Три фазы подключаются к противоположным концам обмоток. Катушки абсолютно идентичные, одинаковые. Внутри создается вращающееся движущееся поле, за счет которого движется вал. Ротор представлен барабаном силумина с медными прожилками. Ток не подводится, магнитные полюсы образуют путем наведенных токов. Захватываются вращающим полем ротора, начинается движение. Особенностью конструкции назовем невозможность (без специальных мер) подключения сети 230 вольт. Потребовалось бы соединить обмотки схемой треугольника, сделать невозможно. Разумеется, статор можно вскрыть, найти общую точку, сделать три отвода, разорвав контакты меж катушками. Второй особенностью двигателя является отсутствие нулевого провода. Многих положение дел ставит в тупик – куда девается ток? Заряды двигаются по проводам меж фазами. Закон электротехники гласит: для подключения трех фаз нагрузке необязательно иметь общий провод, если потребление трех ветвей одинаковое. В противном случае понадобится нейтраль предоставить. Жизненный пример: допустим, нужно подключить на 380 вольт электрочайник. Маразм? Каждая фаза амплитудой 230 вольт, рабочие хотят кипятку – невозможно отказать. Берем одну из фаз, другой вывод вилки вешаем на нейтраль. Учтите, фазы в пределах одного потребителя нужно нагружать поровну (грубо говоря, по чайнику каждой линии дайте), иначе негативные последствия коснутся питающего трансформатора подстанции.

   Электрические коммутации двигателя

2. Однофазный двигатель может иметь три вывода. Заземление ни при чем, идет отдельно ушком на корпус. Что касается трех выводов, питают пусковую (либо конденсаторную), рабочую обмотку. Одни провод общий, будет схемная земля. Без сего двигатель работать откажется. Правда, трехфазный двигатель проще? Потому используют производства. Что касается подключения однофазного двигателя, одна катушка обычно имеет большее сопротивление. Разница значительнее, двукратной показывает пусковую обмотку. Сопротивление большего номинала. Нужно параллельно повесить конденсатор (емкость определяется, например, минимальным потребляемым током), когда вал раскрутится, цепь обрывается. Иначе, спустя промежуток времени, пусковая обмотка выйдет из строя вследствие чрезмерного перегрева. Если двигатель конденсаторный (бифилярный), цепь с конденсатором работает постоянно. Нормальный режим, благодаря сдвигу фаз, созданному реактивным элементом, образуется вращающееся поле статора нужной формы.

Итак, лежит два двигателя, видом похожие, подключать нужно разным образом. Важной частью корпуса выступает схема подключения электродвигателя. Расположена на шильдике, выбита на кожухе. Становится понятно, на сколько фаз рассчитан мотор, как врубить в цепь. Информация отсутствует – попробуем доработать недочет своими руками. Понадобится китайский тестер.

У трехфазного двигателя три контакта попарно будут давать одинаковое сопротивление, равное удвоенному значению номинала обмотки. Мотор 230 вольт результаты измерений даст неодинаковые:

• Самый большой показатель тестера меж фазными концами. Напряжение 220 вольт подается напрямую одному, другому через конденсатор. Емкость сильно зависит от мощности, скорости вращения вала. Параметр определяет средняя нагрузка вала в рабочем режиме.
• Наименьшее значение образуется меж концами рабочей обмотки.
• Третий номинал занимает промежуточное положение. Сумма с сопротивлением рабочей обмотки равняется первому пункту списка.

Нейтраль присоединяем меж обмотками, отводит ток дисбаланса. Толщина проводки вдвое меньше, нежели фаз. Методика отключения в нужный момент пусковой обмотки использует пускозащитные реле. Вручную не контролируют.

Вопрос приобретения узла тесно касается использования специальных справочников. Чужеродное пускозащитное реле с данным типом электродвигателя использовать категорически нельзя. Велика вероятность некорректной работы, выхода прибора из строя. Практически умельцы вручную обрывают цепь. Способ неправильный, имеет право существовать.

Добавим, что пропадание одной фазы может негативно сказаться на некоторых типах моторов. Экспериментируя с агрегатом, реализуя подключение двигателя звезда-треугольник, старайтесь избегать ситуаций. Принято осуществлять пуск специальными защитными автоматами, вырубающими питание при возникновении опасности.

Синхронные, асинхронные, коллекторные двигатели

Помимо количества фаз видим конструктивный признак. С точки зрения потребителя момент является главным. Коллекторные двигатели используются бытовой техникой преимущественно. Поставить на замену асинхронные с аналогичными параметрами, нерентабельно. Коллекторный двигатель получается намного меньшего размера (зато перегревается сильнее). Важно определить тип. Хотя по большому счету трехфазные электродвигатели асинхронного типа являются доминирующим звеном сельскохозяйственных, гаражных, других применений. Вопрос питания обсуждается отдельно.

Обсудим три типа двигателей:

Электродвигатель

1. Коллекторные снабжают двумя-четырьмя выводами. Последнее делает возможным реверс. Поменяем полярность включения статора, ротора. Коллекторные двигатели отличаются возможность работы от переменного и постоянного тока. В последнем случае характеристики получаются оптимальными. Становится возможным благодаря постоянно переключающимся рабочим обмоткам ротора (секции коллектора). Поле статора постоянное. Главное, чтобы присутствовала нужная полярность. Схема подключения электродвигателя постоянного тока напоминает переменный. Скорость вращения вала регулируется амплитудой питающего напряжения. Либо берется делитель, сформированный силовым ключом, либо отсекается часть цикла синусоиды. Эффект получается схожий: падает действующее значение напряжения.
2. Асинхронные двигатели по факту доминирующими в промышленности. Реверс образуется изменением полярности включения пусковой обмотки однофазных двигателей, коммутацией последовательности фаз трехфазных. Изменение скорости реализуется аналогичным путем. Варьирование амплитуды питающего напряжения. Асинхронные двигатели обладают плохой приспособленностью к смене скоростей. Очередная причина редкого применения в бытовой технике. Пришла пора сказать: коллекторные двигатели обычно рассчитаны на одну фазу, асинхронные питаются напряжением 380 вольт. Расстановка сил образуется, благодаря соответствующей коммутации обмоток. На практике реализуется подключением электродвигателя треугольником, звездой. Удается воспроизвести вращающееся поля внутри статора. Почему схема подключения асинхронного двигателя звездой непригодна напряжению 230 вольт. Приходится создать сдвиги фаз, становится возможным для схемы треугольника. На одну обмотку подается сетевое напряжение 230 вольт, на вторую – сдвинутое конденсатором на 90 градусов, на третьей образуется разница, изменяемая по нужному закону. Далеко от идеала: подключения электродвигателя звездой и треугольником неравноценны.

   Синхронный двигатель

3. Синхронные двигатели называются за вращение вала по закону изменения питающего напряжения. В бытовой технике, промышленности используется редко, исключая область сервоприводов. Асинхронные двигатели названы за скорость вращения вала, отличающуюся от частоты питающего напряжения. Вал проскальзывает, эффект используется регулировать обороты. Синхронные двигатели стоят особняком, сфера использования ограничена. Чем отличаются таким особенным. Хороший КПД. Ротор выполняется по схеме с токосъемником, лишен щеток, отсутствует необходимость разделения поверхности сегментами (ток поступает постоянно). Вроде делает возможным применение, где коллекторные моторы пасуют. Замечены некоторые проблемы. Трехфазный синхронный двигатель невозможно запустить вращением фаз статора. Вал за счет инерционности не поддается полю. Приходится применять изыски раскрутки. Тема интересная. Ротор синхронного двигателя питается постоянным током, обмотки – одной-тремя фазами, определяется типом мотора.

Давайте пойме отличие синхронных двигателей от асинхронных. Литература вопрос тщательно обходит. Ответ лежит на поверхности: поле статора синхронного двигателя намного сильнее, ротор намагничен (либо фазный) поэтому вращение  не проскальзывает. Обеспечивается синхронность вращения вала питающему напряжению. Частота определена количества полюсов. Чтобы решить проблемы со стартом (см. выше), используются, например, такие методики:

1. Вал синхронного двигателя с барабаном, снабженным беличьей клеткой, врубается при пуске через реостат. Образуется поле, как в асинхронном двигателе, захватывающее вал, служит стартовым рычагом. Обороты набраны – цепь разрывается. Реостат нужен погасить токи индукции. Выбирайте сопротивление в 7-8 больше, нежели номинал «беличьей клетки».
2. Иногда заметите на роторе синхронного двигателя – не поверите – коллектор. Старт выполняется за счет щеток, в дальнейшем из работы выключаются.

И если подключение асинхронного двигателя звезда-треугольник изъедено сполна, синхронные двигатели обсуждаются мало. Встречаются нечасто.

СИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Способы пуска и схемы подключения синхронного двигателя Синхронные электрические машины обладают рядом преимуществ в сравнении с другими типами агрегатов.

Способы пуска

За счет значительной инерции ротора он не способен сдвинуться под нагрузкой полем статора. В случае подачи рабочего напряжения не удастся получить устойчивую магнитную связь и вращение не начнется. Для решения этой задачи применяются способы запуска ротора до определенной скорости вращения. Как правило, это то число оборотов, которое приближается к значению в режиме синхронной работы.

Среди наиболее распространенных способов приведения синхронного двигателя в движение можно выделить:

• Асинхронный пуск – этот способ обеспечивается путем введения в конструкцию ротора стальных элементов в форме беличьей клетки. При подаче напряжения в клетке наводится ЭДС и возникает магнитное взаимодействие. Основным недостатком данного способа являются большие пусковые токи, в разы превышающие номинальный режим синхронного двигателя. Поэтому в схеме запуска используются реакторы или автотрансформаторы для снижения негативного воздействия.
• Частотный пуск – обеспечивается посредством частотных преобразователей. Которые снижают частоту питающего напряжения на рабочих обмотках. Это позволяет замедлить скорость вращения магнитного поля синхронного двигателя. Благодаря чему начинается вращение ротора.
• Двигательный пуск – для начала движения вал синхронного агрегата подсоединяется к разгонному двигателю. На этапе старта вращение обеспечивается от приводной электрической машины. Как только основной двигатель выйдет на подсинхронную скорость, разгонный агрегат выводится из работы.

Для каждого из способов используются соответствующие схемы и оборудование, позволяющие оптимизировать режим работы. Поэтому далее рассмотрим несколько характерных примеров для каждого способа запуска.

Асинхронный пуск

В этом способе используются синхронные двигатели специального типа, но скорость нарастания тока и его величину в рабочих обмотках принудительно снижают. Для этого устанавливаются реакторы или автотрансформаторы.

Асинхронный реакторный пуск

Как видите на схеме, в цепь питания каждой фазной обмотки синхронного двигателя устанавливается реактор. При включении контактора К2 напряжение подается на обмотки ток в реакторе не может вырасти скачкообразно. Поэтому пуск электродвигателя получается более плавным, чем в случае прямого включения. При разгоне электрической машины до подсинхронной скорости шунтирующий выключатель К1 выводит индуктивный элемент из цепи и агрегат работает в штатном режиме.

Асинхронный автотрансформаторный пуск

В данной схеме происходит автоматическое снижение напряжения на рабочих обмотках синхронного двигателя за счет автотрансформатора. Регулятор Р3 плавно повышает разность потенциалов до установившейся величины, ток при этом пропорционально нарастает. После достижения номинального момента, выключатель К1 зашунтирует автотрансформатор. Этот способ позволяет снижать пусковые токи со значительно большим усилием, чем в случае применения реакторов.

Частотный пуск

Основой современного частотного пуска являются схемы на полупроводниковых элементах, как правило, тиристорных преобразователях. Такие устройства снижают частоту изменения кривой напряжения, но практически не нарушают действующее значение.

Преобразование частоты

Такой способ запуска сокращает время на разгон синхронного двигателя и снижает значение токовой нагрузки в момент пуска. Однако, современная схема частотного пуска имеет куда более сложную реализацию:

Схема частотного пуска синхронного двигателя

Двигательный пуск

Способ двигательного запуска предусматривает одновременную установку на один вал и синхронного, и разгонного двигателя. Старт вращения обеспечивает асинхронный разгонный электродвигатель, который легко набирает обороты под нагрузкой. Синхронный агрегат включается в работу при достижении подсинхронной скорости вращения.

Однако существенным недостатком такого способа является длительный промежуток времени от старта до момента вхождения электрической машины в синхронизм.

Еще больше деталей смотрите в нашем видео ниже:

или в статье на нашем сайте: https://www.asutpp.ru/princip-raboty-sinxronnogo-dvigatelya.html

Способы пуска и схемы подключения синхронного двигателя

Синхронные электрические машины обладают рядом преимуществ в сравнении с другими типами агрегатов. Но в то же время, включать их напрямую в сеть под нагрузку нельзя. Поэтому в данной статье мы рассмотрим способы пуска и схемы подключения синхронного двигателя.

Как подключить трёхфазный электродвигатель к сети 220В и 380В по схеме

Подключить обычный двухфазный электроприбор к питающей сети сможет любой человек, имеющий самые начальные представления об электротехнике. Гораздо сложнее подключение трёхфазного двигателя. Здесь потребуются более глубокие познания о принципе его работы, порядке соединения питающих жил, учесть параметры электросети. В данной статье рассмотрим, как подключить электродвигатель с тремя фазами самостоятельно, не обращаясь за помощью к специалистам.

Что нужно знать о двигателе перед подключением

Трёхфазный электродвигатель бывает по способу работы двух типов:

• Синхронный имеет повышенные скорости работы, но требует для своего разгона дополнительных затрат энергии. Изначально он работает в асинхронном режиме, пока не достигает требуемых оборотов, и не переходит в синхронную стадию. Синхронные моторы позволяют постепенно снижать или наращивать обороты. Однако, они сложны в изготовлении, вследствие чего имеют большую себестоимость. Это обусловило их небольшое распространение, по сравнению с асинхронными вариантами трёхфазных электромоторов.
• Асинхронный электродвигатель не допускает регулировки оборотов в процессе работы. Максимальная скорость его вращения также несколько ниже. Но подобные моторы более просты по своей конструкции, не такие дорогие, и отличаются большей надёжностью и ремонтопригодностью. Благодаря этим преимуществам, они используются гораздо чаще, как в промышленных производствах, так и в быту.

Трёхфазные моторы, выпускаемые современной промышленностью, имеют различные эксплуатационно-технические характеристики.

Вся необходимая информация указывается на корпусе устройства:

• Тип – синхронный или асинхронный.
• Напряжение и частота питающей сети.
• Максимальная мощность мотора.
• Число развиваемых оборотов за минуту.

Более подробная информация относительно технических параметров даётся в прилагаемом к электродвигателю техпаспорте. Конструктивно устройство состоит из следующих основных элементов:

• Корпус, служащий основой для крепления остальных деталей.
• Статор.
• Ротор, отделённый от статора воздушным пространством.
• Обмотка, состоящая из трёх проводников, располагающихся по окружности под углом 120о.
• Шкив вала, служащий для передачи крутящего момента внешним рабочим механизмам.

Концы всех трёх обмоток двигателя выведены в распредкоробку, расположенную в верхней части корпуса. Трёхфазные электромоторы бывают рассчитанными только на одно напряжение, например, на 380В, либо на два – на 220 и на 380 вольт.

Для устройств, работающих с двумя типами напряжения, в распредкоробку выводятся сразу шесть концов, а для моторов, предназначенных только для одного типа напряжения – три. На внутренней поверхности крышки коробки наносится схема подсоединения выводов к питающей электросети.

Две схемы подключения трёхфазного двигателя

Подключение двигателя должно производиться чётко по схеме, очень важно не перепутать концы и начала обмоток. Все они должны работать одинаково, когда ток по ним двигается в одном направлении. Если же у одной любой обмотки выход и вход при подключении перепутаются, то создаваемое ей электромагнитное поле будет иметь обратное направление, чем у двух оставшихся. Мотор потеряет треть своей установленной мощности, будет постоянно перегреваться. Как результат – повышенный износ и скорый выход из строя.

СПОСОБЫ И УСТРОЙСТВА ПЛАВНОГО ПУСКА И УПРАВЛЕНИЯ

Добиться плавного пуска удается за счет использования дополнительного двигателя или же посредством асинхронного запуска.

Первый случай не требует пояснений, а во втором используется принцип асинхронности вращения э/м полей, приводящих к эффекту скольжения на начальном этапе работы. У каждого из этих вариантов имеются свои достоинства и недостатки.

При выборе подходящего для конкретных условий способа запуска обязательно учитываются конструктивные особенности ротора.

Для эффективного управления режимами работы синхронного двигателя используется зависимость частоты вращения ротора от питающего напряжения.

При заданном значении токовой составляющей такое управление сводится к изменению мощности на валу. Реализовать его удается различными способами, но наиболее эффективными считаются электронные устройства (преобразователи).

Для управления режимами работы применяются современные полупроводниковые компоненты. К последним относятся транзисторы, тиристоры и симисторы.

С помощью этих быстродействующих элементов удается менять величину мощности в нагрузке, используя принципы широтно-импульсного или фазоимпульсного регулирования.

  *  *  *

© 2014-2021 г.г. Все права защищены.
Материалы сайта имеют ознакомительный характер и не могут использоваться в качестве руководящих и нормативных документов.

Схема подключения электродвигателя к сети 220 вольт

Для того чтобы разобраться, как подключить электродвигатель конкретного типа, необходимо понимать принципы его работы и особенности конструкции. Существует множество электродвигателей разных типов. По способу подключения к сети переменного тока они бывают трехфазные, двухфазные или однофазные. По способу питания обмотки ротора делятся на синхронные и асинхронные.

Применение

Область применения синхронных электрических машин охватывает производство электрической энергии на электростанциях. По видам генераторы подразделяются на турбинные, дизельные и гидравлические, в зависимости от способа приведения их во вращение.

Также их используют в качестве электродвигателей, которые могут переносить существенные перегрузки в процессе эксплуатации. Такие двигатели устанавливаются на вентиляторах, компрессорах, силовых агрегатах и прочем оборудовании. Отдельная категория электродвигателей применяется в точном оборудовании, где важна синхронизация операций и процессов.

Коротко о главном

Подключить электродвигатель 380 на 220 вольт можно 4-мя основными способами:

• С конденсатором.
• Без конденсатора.
• С реверсом.
• По схеме «звезда-треугольник».

Прежде чем начать работы по подключению, необходимо определить и удостовериться, каким образом соединена обмотка в клеммной коробке, а также узнать необходимые характеристики из технической таблицы. Выполнять электротехнические работы можно при наличии опыта, но лучше доверить её профессионалам с соответствующим допуском.

Прочитать позже

Отправим материал на почту

Преимущества и недостатки

К преимуществам такого электродвигателя следует отнести:

• высокий cosφ, приближающийся по величине к 1, что в значительной мере превосходит асинхронные электродвигатели;
• более высокая механическая прочность за счет особенностей конструкции электродвигателя;
• зависимость момента вращения от напряжения линейная, а не квадратичная, поэтому колебания электродвигателя пропорционально снижаются;
• на валу электродвигателя присутствует постоянная скорость, не зависящая от прикладываемой нагрузки;
• может применяться для уменьшения реактивной составляющей в сети.

Среди недостатков синхронных электродвигателей выделяют:

• сложную конструкцию;
• более сложный пуск;
• необходимость использования вспомогательных устройств и блоков;
• такие электродвигатели сложнее регулировать по числу оборотов;
• ремонт и обслуживание также обойдется дороже, чем асинхронные электродвигатели.

Схема модели

синхронного двигателя

V = напряжение на клеммах
R _e = эффективное сопротивление
X _L = реактивное сопротивление утечки
X _a = фиктивное реактивное сопротивление
X _с = синхронное реактивное сопротивление
E = противодействующее сопротивление

В случае синхронного двигателя структура вращающегося поля должна быть запитана постоянным током (DC). В обмотке статора следует учитывать два эффекта: воздействие поля, перерезающего проводники статора с синхронной скоростью, и влияние вращающегося поля статора.Напряжение, индуцированное в обмотке статора вращающимся магнитным полем.

Это напряжение называется противоэдс (E), противодействующее приложенному напряжению (V) к статору. Величина наведенной ЭДС зависит от силы тока возбуждения. В секции статора подсчитываются два реактивных сопротивления: одно — это реактивное сопротивление рассеяния, а другое — фиктивное реактивное сопротивление.

Эффект реакции якоря можно заменить фиктивным реактивным сопротивлением (X _a ), которое в сочетании с реактивным сопротивлением утечки якоря дает синхронное реактивное сопротивление (X _с ) в сочетании с эффективным сопротивлением якоря (R _e ) дает синхронное сопротивление (Z _s ).

Метод нулевого коэффициента мощности или треугольник Потье

Прежде чем обсуждать треугольник Потье, мы должны обсудить характеристику Потье. Характеристика нулевого коэффициента мощности (ZPFC) генератора переменного тока представляет собой график зависимости напряжения на клеммах якоря по фазе от тока возбуждения при постоянном номинальном токе якоря при синхронной скорости и коэффициенте мощности с нулевым запаздыванием (p.f.).

Для поддержания очень низкого p.f. (нулевой) генератор нагружен синхронным двигателем с недостаточным возбуждением.Форма характеристического графика с нулевым коэффициентом мощности очень похожа на O.C.C. смещен вниз по горизонтали.

Фазорная диаграмма выглядит следующим образом —

Здесь
Y = напряжение на клеммах
I _a = ток якоря
R _a = сопротивление якоря
X _L = реактивное сопротивление утечки
E _g = генерируемое напряжение на фазу
F _a = Реакция якоря mmf
F _f = Поле mmf
F _r = Результирующая ЭДС
Если мы пренебрегаем сопротивлением якоря, Phasor будет следующим: .f. При запаздывании ток якоря отстает от напряжения на 90 ^o . Здесь I _a R _a параллельно I _a , I _a X _L перпендикулярно I _a .
Тогда мы можем сказать, что из первой векторной диаграммы

Из второй векторной диаграммы мы можем сказать, что напряжение на клеммах (В), падение реактивного напряжения (I _a X _L ) и генерируемое напряжение (E _g ) находятся в фазе.
Арифметически мы говорим, что:

Также три вектора mmf находятся в фазе, так что мы можем сказать, что:

Если мы преобразуем это уравнение в эквивалентный ток возбуждения, разделив его обе стороны на T _f , который является эффективным количество витков на полюс на роторном поле.

Где,
I _f = ток возбуждения
I _r = результирующий ток
I _a = ток якоря

Рассмотрим ‘b’ при нулевой p.f. вырезать при номинальном напряжении на клеммах (v) и токе возбуждения

Ток якоря

Результирующий ток


Ток возбуждения OL приведет к генерации

Таким образом, вертикальное расстояние переменного тока должно быть равно падению напряжения утечки — реактивному сопротивлению (I _a X _L )

Треугольник, образованный вершинами a, b, c, называется треугольником Потье.

Синхронный двигатель

: эквивалентная схема и фазовая диаграмма

Эквивалентная схема для одной фазы синхронного двигателя показана на рисунке 1. Она аналогична эквивалентной схеме синхронного генератора , но с двумя отличиями.

Во-первых, он был перевернут, чтобы показать систему питания как вход для двигателя, и, второй, , ток в двигателе считается положительным.

Система питания обычно представляет собой бесконечную шину, потому что двигатель намного меньше остальной части системы питания.Когда поле ротора вращается с синхронной скоростью, в обмотки якоря наводится противодействующая ЭДС (C-EMF), E _a , . Написание уравнения для контура напряжения дает

$ \ begin {matrix} {{V} _ {t}} = {{E} _ {a}} + jI {{X} _ {s}} & {} & \ left (1 \ right) \\\ end {matrix} $

Что можно переставить как

$ \ begin {matrix} {{E} _ {a}} = {{V} _ {t}} — jI { {X} _ {s}} & {} & \ left (2 \ right) \\\ end {matrix} $

РИСУНОК 1: Пофазная эквивалентная схема синхронного двигателя.

Фазорная диаграмма синхронного двигателя

Уравнение 2 является предпочтительной формой, поскольку напряжение на клеммах обычно выбирается в качестве опорного вектора для целей построения векторной диаграммы. Зная напряжение на клеммах, мы можем построить векторные диаграммы для синхронного двигателя, как показано на рисунке 2. Рисунок 2 (a) показывает векторную диаграмму для запаздывающего тока.

РИСУНОК 2: Диаграммы синхронного двигателя.

1. Запаздывающий ток.
2. Ведущий ток.

Поскольку двигатель является нагрузкой, запаздывающий ток означает, что двигатель принимает запаздывающий ток и, таким образом, действует как индуктивная нагрузка. Падение напряжения на синхронном реактивном сопротивлении составляет -jIX _с . Оператор -j представляет собой поворот на 90 ° по часовой стрелке, поэтому падение напряжения синхронного реактивного сопротивления перпендикулярно току в показанном направлении.

Обнаружено, что результирующая С-ЭДС отстает от напряжения на клеммах на дельту угла мощности (δ).Из векторной диаграммы на рисунке 2 (a) мы можем заметить, что

$ \ begin {matrix} {{E} _ {a}} \ cos \ delta <{{V} _ {t}} & {} & \ left (3 \ right) \\\ end {matrix} $

Это означает, что двигатель работает в условиях недостаточного возбуждения, потребляя реактивную мощность от бесконечной шины.

На рис. 2 (б) показана векторная диаграмма двигателя, работающего с опережающим током. Поскольку двигатель принимает опережающий ток, он действует как емкостная нагрузка. В этом случае генерируемое напряжение по-прежнему отстает от напряжения на клеммах на угол мощности, но величина генерируемого напряжения теперь больше, чем напряжение на клеммах, или, более конкретно,

$ \ begin {matrix} {{E} _ {a}} \ cos \ delta> {{V} _ {t}} & {} & \ left (4 \ right) \\\ end {matrix} $

В этом случае двигатель перевозбужден и обеспечивает реактивную мощность бесконечного автобуса.

Синхронные двигатели обычно рассчитаны на выдачу определенной мощности при работе с определенным значением коэффициента мощности.

Наиболее распространенные номинальные значения коэффициента мощности для синхронных двигателей — единиц и 0,8 . Двигатель, рассчитанный на коэффициент мощности 0,8, очевидно, будет больше и дороже, чем двигатель, рассчитанный на единичный коэффициент мощности, потому что и проводники якоря, и проводники возбуждения должны будут пропускать больший ток при более низком коэффициенте мощности.

При работе с коэффициентом мощности меньше единицы синхронный двигатель почти наверняка будет работать в опережающем направлении.

Что такое синхронный двигатель? — Определение, конструкция, работа и ее особенности

Определение: Двигатель, работающий с синхронной скоростью, известен как синхронный двигатель. Синхронная скорость — это постоянная скорость, при которой двигатель создает электродвижущую силу . Синхронный двигатель используется для преобразования электрической энергии в механическую.

Конструкция синхронного двигателя

Статор и ротор — две основные части синхронного двигателя.Статор становится неподвижным и несет на себе обмотку якоря двигателя. Обмотка якоря является основной обмоткой, из-за которой в двигателе индуцируется ЭДС. Вращатель несет обмотки возбуждения. В роторе наводится основной поток поля. Ротор имеет две конструкции: ротор с явнополюсным ротором и ротор с явнополюсным ротором.

Синхронный двигатель использует явнополюсный ротор. Слово выступ означает, что полюса ротора выступают в сторону обмоток якоря .Ротор синхронного двигателя выполнен из листовой стали. Пластины уменьшают потери на вихревые токи, возникающие в обмотке трансформатора. Ротор с явнополюсным ротором в основном используется для создания средне- и тихоходных двигателей. Для получения в двигателе используется высокоскоростной цилиндрический ротор.

Синхронный двигатель работает

Статор и ротор — две основные части синхронного двигателя. Статор — это неподвижная часть, а ротор — это вращающаяся часть машины.На статор двигателя подается трехфазный переменный ток.

Статор и ротор возбуждаются отдельно. Возбуждение — это процесс создания магнитного поля на частях двигателя с помощью электрического тока.

Когда на статор подается трехфазное питание, между статором и зазором ротора возникает вращающееся магнитное поле. Поле с подвижной полярностью известно как вращающееся магнитное поле. Вращающееся магнитное поле возникает только в многофазной системе.Из-за вращающегося магнитного поля на статоре развиваются северный и южный полюса.

Ротор возбуждается источником постоянного тока. Источник постоянного тока индуцирует северный и южный полюса ротора. Поскольку питание постоянного тока остается постоянным, магнитный поток на роторе остается неизменным. Таким образом, поток имеет фиксированную полярность. Северный полюс развивается на одном конце ротора, а южный — на другом.

Переменный ток синусоидальный. Полярность волны меняется каждые полупериод, т.е.е. волна остается положительной в первой половине цикла и становится отрицательной во второй половине цикла. Положительный и отрицательный полупериод волны развивает северный и южный полюса статора соответственно.

Когда ротор и статор имеют одинаковые полюса на одной стороне, они отталкиваются друг от друга. Если у них противоположные полюса, они притягиваются друг к другу. Это легко понять с помощью рисунка, показанного ниже: Ротор притягивается к полюсу статора в течение первого полупериода питания и отталкивается во втором полуцикле.Таким образом, ротор начинает пульсировать только в одном месте. Это причина, по которой синхронный двигатель не запускается автоматически.

Первичный двигатель используется для вращения двигателя. Первичный двигатель вращает ротор с синхронной скоростью. Синхронная скорость — это постоянная скорость машины, значение которой зависит от частоты и числа полюсов машины.

Когда ротор начинает вращаться с синхронной скоростью, первичный двигатель отключается от двигателя.И питание постоянного тока подается на ротор, из-за чего северный и южный полюс развиваются на их концах

Северный и южный полюса ротора и статора взаимно блокируются. Таким образом, ротор начинает вращаться со скоростью вращающегося магнитного поля. И двигатель работает с синхронной скоростью. Скорость двигателя можно изменить только путем изменения частоты источника питания.

Основные характеристики синхронного двигателя

• Скорость синхронного двигателя не зависит от нагрузки, т.е.е. изменение нагрузки не влияет на скорость двигателя.
• Синхронный двигатель не запускается автоматически. Первичный двигатель используется для вращения двигателя с синхронной скоростью.
• Синхронный двигатель работает как с опережающим, так и с запаздывающим коэффициентом мощности.

Синхронный двигатель также может запускаться с помощью демпферных обмоток.

Принцип работы синхронного двигателя

Статор и ротор являются двумя основными частями синхронного двигателя.Статор — это неподвижная часть двигателя, а ротор — их вращающаяся часть. Статор возбуждается трехфазным источником питания, а ротор возбуждается источником постоянного тока.

Термин «возбуждение» означает индукцию магнитного поля в статоре и роторе двигателя. Основная цель возбуждения — преобразовать статор и ротор в электромагнит.

Трехфазное питание индуцирует северный и южный полюса статора. Трехфазное питание синусоидальное.Полярность (положительная и отрицательная) их волны меняется после каждого полупериода, и по этой причине северный и южный полюсы также меняются. Таким образом, можно сказать, что на статоре возникает вращающееся магнитное поле.

Магнитное поле возникает на роторе из-за источника постоянного тока. Полярность источника постоянного тока становится фиксированной , и, таким образом, на роторе возникает стационарное магнитное поле. Термин «стационарный» означает, что их северный и южный полюсы остаются неизменными.

Скорость вращения вращающегося магнитного поля известна как синхронная скорость . Синхронная скорость двигателя зависит от частоты источника питания и количества полюсов двигателя.

N _S = 120f / P

Когда противоположные полюсы статора и ротора обращены друг к другу, между ними возникает сила притяжения. Сила притяжения развивает крутящий момент против часовой стрелки. Крутящий момент — это сила, которая перемещает объект во вращении.Таким образом, полюса ротора тянулись к полюсам статора.

После каждого полупериода полюс статора меняется на противоположное. Положение ротора остается неизменным из-за инерции. Инерция — это тенденция объекта оставаться в одном положении.

Когда одинаковые полюса статора и ротора обращены друг к другу, между ними возникает сила отталкивания и крутящий момент развивается по часовой стрелке.

Давайте разберемся в этом с помощью схемы.Для простоты рассмотрим, что у двигателя два полюса. На рисунке ниже противоположные полюса статора и ротора обращены друг к другу. Так между ними возникает сила притяжения.

После полупериода полюса статора меняются местами. Одинаковые полюса статора и ротора обращены друг к другу, и между ними возникает сила отталкивания.

Неоднонаправленный крутящий момент вызывает пульсацию ротора только в одном месте, и по этой причине синхронный двигатель не запускается автоматически.

Для запуска двигателя ротор вращается с помощью внешних средств. Таким образом, полярность ротора также изменилась вместе со статором. Полюса статора и ротора блокируют друг друга, и в двигателе возникает однонаправленный крутящий момент. Ротор начинает вращаться со скоростью вращающегося магнитного поля, или, можно сказать, с синхронной скоростью.

Скорость двигателя фиксированная, и двигатель постоянно вращается с синхронной скоростью.

Синхронный двигатель — производство и работа

Синхронный двигатель и асинхронный двигатель — наиболее широко используемые типы двигателей переменного тока.Конструкция синхронного двигателя аналогична генератору переменного тока (генератору переменного тока). Та же самая синхронная машина может использоваться как синхронный двигатель или как генератор переменного тока. Синхронные двигатели доступны в широком диапазоне, обычно мощностью от 150 кВт до 15 МВт со скоростью от 150 до 1800 об / мин.

Конструкция синхронного двигателя

Конструкция синхронного двигателя (с явнополюсным ротором) показана на рисунке слева. Как и любой другой двигатель, он состоит из статора и ротора.Сердечник статора изготовлен из тонкой кремниевой пластинки и изолирован поверхностным покрытием, чтобы минимизировать потери на вихревые токи и гистерезис. Внутри статора имеются осевые пазы, в которых размещена трехфазная обмотка статора. Статор намотан трехфазной обмоткой на определенное количество полюсов, равное полюсам ротора.

Ротор синхронных двигателей в основном является явнополюсным. Питание постоянного тока на обмотку ротора подается через контактные кольца. Постоянный ток возбуждает обмотку ротора и создает электромагнитные полюса.В некоторых случаях также можно использовать постоянные магниты. На рисунке выше очень кратко показана конструкция синхронного двигателя .

Работа синхронного двигателя

Статор намотан на такое же количество полюсов, что и ротор, и питается от трехфазного источника переменного тока. Трехфазный источник питания переменного тока создает вращающееся магнитное поле в статоре. Обмотка ротора питается от источника постоянного тока, который намагничивает ротор. Рассмотрим двухполюсную синхронную машину , как показано на рисунке ниже.

• Теперь полюса статора вращаются с синхронной скоростью (скажем, по часовой стрелке). Если положение ротора таково, что полюс N ротора находится рядом с полюсом N статора (как показано на первой схеме на рисунке выше), то полюса статора и ротора будут отталкиваться друг от друга, и создаваемый крутящий момент будет против часовой стрелки .
• Полюса статора вращаются с синхронной скоростью, они вращаются очень быстро и меняют свое положение. Но очень скоро ротор не сможет вращаться на тот же угол (из-за инерции), и следующая позиция, вероятно, будет второй схемой на приведенном выше рисунке.В этом случае полюса статора будут притягивать полюса ротора, и создаваемый крутящий момент будет по часовой стрелке.
• Следовательно, на ротор будет действовать быстро меняющийся крутящий момент, и двигатель не запустится.

Но если ротор вращается до синхронной скорости статора с помощью внешней силы (в направлении вращающегося поля статора), и поле ротора возбуждается около синхронной скорости, полюса статора будут продолжать притягиваться. противоположные полюса ротора (поскольку ротор теперь также вращается вместе с ним, и положение полюсов будет одинаковым на протяжении всего цикла).Теперь ротор будет испытывать однонаправленный крутящий момент. Противоположные полюса статора и ротора заблокируются друг с другом, и ротор будет вращаться с синхронной скоростью.

Характерные особенности синхронного двигателя

• Синхронный двигатель будет работать либо с синхронной скоростью, либо не будет работать вообще.
• Единственный способ изменить его скорость — это изменить его частоту питания. (Поскольку Ns = 120f / P)
• Синхронные двигатели не запускаются автоматически. Им нужна некоторая внешняя сила, чтобы приблизить их к синхронной скорости.
• Могут работать с любым коэффициентом мощности, как с отставанием, так и с опережением. Следовательно, синхронные двигатели могут использоваться для улучшения коэффициента мощности.

Применение синхронного двигателя

• Поскольку синхронный двигатель может работать как с опережающим, так и с запаздывающим коэффициентом мощности, его можно использовать для повышения коэффициента мощности. Синхронный двигатель без нагрузки с опережающим коэффициентом мощности подключается к энергосистеме, в которой нельзя использовать статические конденсаторы.
• Используется там, где требуется высокая мощность при низкой скорости.Такие как прокатные станы, измельчители, смесители, насосы, насосы, компрессоры и т. Д.

синхронный% 20motor% 20380v техническое описание и примечания по применению

прямой преобразователь с активным зажимом Реферат: Синхронный выпрямитель выпрямительной схемы прямого преобразователя. Текст: нет текста в файле	Оригинал	PDF	250 кГц прямой преобразователь с активным зажимом синхронный выпрямитель конструкция выпрямительной схемы прямой конвертер
HE4000B Аннотация: Полупроводники HEF40162B Текст: нет текста в файле	Оригинал	PDF	HE4000B HEF40162B HEF40162B полупроводники
2010 — AS8C801825 Аннотация: AS8C803625 256K x 8 SRAM dip Текст: нет текста в файле	Оригинал	PDF	AS8C803625 AS8C801825 117 МГц 100-контактный 36/512 КБ 100pin AS8C801825 256K x 8 SRAM, провал
1C16 Аннотация: 1A16 Текст: нет текста в файле	Оригинал	PDF	REJ05B0010-0100Z com / en / 740 1C16 1A16
2002 — 14-битный двоичный счетчик cmos Аннотация: 4-битный двоичный делитель CD4K DM74LS90 Асинхронный прямой и обратный счетчик ECL Decade Counter 74F579 MM74C926 74F161A Синхронные 8-разрядные двоичные счетчики Текст: нет текста в файле	Оригинал	PDF	DM74LS90 MM74C90 MM74C93 74F161A 74F160A 74AC161 74ACT161 74F1ge CD4040BC 12-ступенчатая cmos 14-битный двоичный счетчик 4-битный двоичный делитель CD4K DM74LS90 Асинхронный счетчик вверх и вниз ECL Десятилетний счетчик 74F579 MM74C926 74F161A Синхронные 8-битные двоичные счетчики
NX2837 Абстракция: регулятор напряжения 24В на 5В 2А NX2114 NX9415 QFN32L nx211 QFN-32L 5X5 NX7101 NX2838 nx2155 Текст: нет текста в файле	Оригинал	PDF	NX4108 ОТ23-5Л NX4110 LX13088 ДФН-10Л LX1918 LX13045A LX3005 NX7101 NX2837 Регулятор SW 24В на 5В 2А NX2114 NX9415 QFN32L nx211 QFN-32L 5X5 NX7101 NX2838 nx2155
Модель 2011 — ft2232h spi Аннотация: мини-проекты vhdl формата UM232H.rbf down counter vhdl code for asynchronous FIFO FTDI 32 asynchronous FIFO VHDL morph vhdl code for BCD to binary adder Текст: нет текста в файле	Оригинал	PDF	FT2232H UM232H ft2232h spi мини-проекты vhdl формат .rbf счетчик vhdl-код для асинхронного FIFO FTDI 32 асинхронный FIFO VHDL превращаться vhdl код для BCD в двоичный сумматор
2012 — Установление синхронной связи 245 FIFO с использованием Morph-IC-II Аннотация: AppNotes Текст: нет текста в файле	Оригинал	PDF	FT2232H UM232H FT232H Установление синхронной связи 245 FIFO с использованием Morph-IC-II AppNotes
Детектор перехода через нуль в цепи выпрямителя Аннотация: МОП-транзистор и параллельный диод Шоттки AN652, схема подсветки инвертора, детектор перехода через ноль, МОП-транзистор Сниженные потери проводимости, выпрямитель, импульсный стабилизатор, микросхема, рассчитывающая схемы выпрямителя, APP652 74HC04 Текст: нет текста в файле	Оригинал	PDF	12-часовой com / an652 AN652, APP652, Appnote652, детектор перехода через нуль в цепи выпрямителя МОП-транзистор и параллельный диод Шоттки AN652 схема подсветки инвертора детектор перехода через ноль MOSFET Выпрямитель с пониженными потерями проводимости коммутационный регулятор ic расчет выпрямительных схем APP652 74HC04
2006 — FIFO256X9AA Аннотация: 256X9SST APA600 APA450 APA300 APA150 APA1000 APA075 RAM256X9SA 8×256 Текст: нет текста в файле	Оригинал	PDF	AC281 256 слов, FIFO256X9AA 256X9SST APA600 APA450 APA300 APA150 APA1000 APA075 RAM256X9SA 8×256
2003 — SLUA281 Аннотация: расчет выпрямительных схем MTBF постоянного тока конденсатор привода 106c RR-433 сделать дельта выпрямитель UCC27222 UCC27221 Si7880DP 217F Текст: нет текста в файле	Оригинал	PDF	SLUA281 расчет выпрямительных схем MTBF привод постоянного тока конденсатор 106c RR-433 сделать дельта-выпрямитель UCC27222 UCC27221 Si7880DP 217F
ФАКС508-836-4850 Аннотация: hd1131 Текст: нет текста в файле	OCR сканирование	PDF	EDI2GG43264V 4x64Kx32 4x64Kx32, EDI2KG43264VXXD 4x64Kx32.EDI2GG43264V 1 квартал 859 г. ФАКС508-836-4850 hd1131
1996 — кварцевый генератор TXC Аннотация: Кристалл TXC osc MAS7838 chn 614 TXC-2 Кристаллический буфер OSC txc с преобразователем скорости передачи данных Генератор TXC 6CL28 MAS7838CN Текст: нет текста в файле	Оригинал	PDF	MAS7838 MAS7838 78L05 1N4001 RS232 MAS7838CN Кристаллический осциллятор TXC TXC кристалл osc чн 614 TXC-2 OSC кристалл txc Буфер с конвертером скорости передачи данных Генератор TXC 6CL28 MAS7838CN
2010 — AS8C801825A Аннотация: AS8C803625A Текст: нет текста в файле	Оригинал	PDF	AS8C803625A AS8C801825A 100 МГц 100-контактный 100pin AS8C801825A
2003 — Нет в наличии Аннотация: абстрактный текст недоступен Текст: нет текста в файле	Оригинал	PDF	GS832018 / 32 / 36T-xxxV 100-контактный 8320V18
2003 — Нет в наличии Аннотация: абстрактный текст недоступен Текст: нет текста в файле	Оригинал	PDF	GS832018 / 32 / 36T-xxxV 100-контактный 100 выводов 8320V18
LC87F5cC8A Аннотация: LC87F7bC8A LC876B64C lc871 LC872H00 TCB87-TypeC LC87F7CC8A lc709006a LC709004A LC877C64 Текст: нет текста в файле	Оригинал	PDF	regula36SDJ 375мил) LC709006A 24-битный MFP24S 300мил) EP40U LC87F5cC8A LC87F7bC8A LC876B64C lc871 LC872H00 TCB87-TypeC LC87F7CC8A lc709006a LC709004A LC877C64
1C16 Абстракция: 1A16 3C16 Текст: нет текста в файле	Оригинал	PDF	REJ05B0010-0200Z / Rev2 1C16 1A16 3C16
2001 — GS8320E18T-133 Аннотация: GS8320E32T-200 GS8320E32T-166 GS8320E32T-150 GS8320E18T-250 GS8320E18T-225 GS8320E18T-200 GS8320E18T-166 GS8320E18T-150 GS8320E32T-225 Текст: нет текста в файле	Оригинал	PDF	GS8320E18 / 32 / 36T-xxxV 100-контактный 8320EV18 8320Exx GS8320E18T-133 GS8320E32T-200 GS8320E32T-166 GS8320E32T-150 GS8320E18T-250 GS8320E18T-225 GS8320E18T-200 GS8320E18T-166 GS8320E18T-150 GS8320E32T-225
2001 — GS8320E18T-133 Аннотация: GS8320E32T-200 GS8320E32T-166 GS8320E32T-150 GS8320E18T-250 GS8320E18T-225 GS8320E18T-200 GS8320E18T-166 GS8320E18T-150 GS8320E32T-225 Текст: нет текста в файле	Оригинал	PDF	GS8320E18 / 32 / 36T-xxxV 100-контактный 8320EV18 8320Exx GS8320E18T-133 GS8320E32T-200 GS8320E32T-166 GS8320E32T-150 GS8320E18T-250 GS8320E18T-225 GS8320E18T-200 GS8320E18T-166 GS8320E18T-150 GS8320E32T-225
1998 — 4-битный синхронный двоичный счетчик Резюме: IC04 LOCMOS HE4000B Logic HEF40163BT HEF40163BP HEF40163BD HEF40163B HE4000B IC04 LOCMOS HE4000B Спецификации семейства логики IC04 Спецификация логического семейства LOCMOS HE4000B IC04 LOCMOS HE4000B Logic Текст: нет текста в файле	Оригинал	PDF	HE4000B HEF40163B HEF40163B 4-битный синхронный двоичный счетчик Логика IC04 LOCMOS HE4000B HEF40163BT HEF40163BP HEF40163BD IC04 Спецификации семейства LOCMOS HE4000B Logic Спецификация семейства логических схем IC04 LOCMOS HE4000B IC04 LOCMOS HE4000B Логика
Никкей Аннотация: структура схемы блока питания nikkei VC133 nec 128 схема схемы расположения драмы 54pin TSOP SDRAM Текст: нет текста в файле	Оригинал	PDF	PD45125821G5 -A10-9JF PD45125161G5 -A65-9JF * -A75-9JF MC-45V32AD641KF-A65 * MC-45V32AD641KF-A75 Никкей структура драма источник питания nikkei VC133 nec 128 структура макета драма 54-контактный TSOP SDRAM
2008 — Спецификация Консорциума RMII Аннотация: 25 МГц-MII RMII PHY DP83640 AN-1405 IEEE-1588 AN1794 Консорциум RMII AN-1730 Текст: нет текста в файле	Оригинал	PDF	Ан-1794 Спецификация Консорциума RMII 25 МГц-MII RMII PHY DP83640 Ан-1405 IEEE-1588 AN1794 Консорциум RMII Ан-1730
78105 Аннотация: абстрактный текст недоступен Текст: нет текста в файле	OCR сканирование	PDF	MAS7838 MAS7838 DB25M DB25F 1N4001 AS7838CN.78105
2012 — IS61LPS12836EC200B3I Аннотация: IS64LPS12832EC-200TQLA3 IS61VPS12836EC-250B3LI Текст: нет текста в файле	Оригинал	PDF	LPS12836EC / IS61 VPS12836EC / IS61 LPS12832EC VPS12832EC / IS61 LPS25618EC / IS61 VPS25618EC х36 / 32 100-контактный 165-мяч 119-мяч IS61LPS12836EC200B3I IS64LPS12832EC-200TQLA3 IS61VPS12836EC-250B3LI

Конструкция, принцип работы, эквивалентная схема

СИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ

Можно напомнить, что D.Генератор C. может работать как двигатель постоянного тока. Таким же образом генератор переменного тока может работать как двигатель, подключив его обмотку якоря к трехфазному источнику питания. Тогда это называется синхронным двигателем. Как следует из названия, синхронный двигатель работает с синхронной скоростью (Ns = 120f / P), то есть синхронно с вращающимся полем, создаваемым трехфазным источником питания. Таким образом, скорость вращения зависит от частоты источника. Поскольку частота фиксирована, скорость двигателя остается постоянной независимо от нагрузки или напряжения трехфазного источника питания.Однако синхронные двигатели используются не так часто, потому что они работают с постоянной скоростью (т. Е. Синхронной скоростью), но они нашли очень полезное применение, потому что они обладают другими уникальными электрическими свойствами.

Общая физическая концепция

Предположим, что обмотка якоря (размещенная в статоре) трехфазной синхронной машины подключена к подходящему сбалансированному трехфазному источнику и полю. обмотка на D.Источник номинального напряжения C. Ток, протекающий через катушки возбуждения, создаст стационарные магнитные полюса с чередованием севера и юга. С другой стороны, трехфазные токи, протекающие в обмотке якоря, создают вращающееся магнитное поле, вращающееся с синхронной скоростью. Другими словами, в статоре будут перемещаться северный и южный полюса из-за трехфазных токов, то есть в любом месте статора в какой-то момент времени будет северный полюс, а через некоторое время он станет южным полюсом. период, соответствующий половине цикла.(через время = 1/2 f , где f = частота питания). Предположим, что неподвижный южный полюс ротора выровнен с северным полюсом статора, движущегося по часовой стрелке в определенный момент времени, как показано на рисунке ниже. Эти два полюса притягиваются и пытаются поддерживать это выравнивание (согласно закону Ленца), и, следовательно, полюс ротора пытается следовать за полюсом статора, поскольку условия подходят для создания крутящего момента в направлении по часовой стрелке.Однако ротор не может двигаться мгновенно из-за своей механической инерции, поэтому ему требуется некоторое время, чтобы переместиться. Между тем, полюс статора быстро (продолжительность времени, соответствующая половине цикла) изменит свою полярность и станет южным полюсом. Таким образом, сила притяжения больше не будет присутствовать, и вместо этого одинаковые полюса испытывают силу отталкивания, как показано на рис. Другими словами, теперь условия подходят для создания крутящего момента против часовой стрелки. Даже это состояние не продлится дольше, поскольку полюс статора снова изменится на северный полюс через время 1/2 f .Таким образом, на ротор будет действовать переменная сила, которая пытается перемещать его по часовой стрелке и против часовой стрелки с удвоенной частотой подачи, то есть с интервалами, соответствующими 1/2 f секунд. Поскольку эта продолжительность довольно мала по сравнению с механической постоянной времени ротора, ротор не может реагировать и двигаться в любом направлении. Ротор продолжает оставаться только в неподвижном состоянии.

Напротив, если ротор доводится до почти синхронной скорости каким-либо внешним устройством, скажем, небольшим двигателем, установленным на том же валу, что и ротор, полюса ротора блокируются на противоположных полюсах статора и ротор продолжает вращаться с синхронной скоростью, даже если питание двигателя отключено.Таким образом, синхронный ротор не может начать вращаться самостоятельно, когда на ротор и статор подается номинальное напряжение и частота, и, следовательно, синхронный двигатель не имеет пускового момента. Таким образом, должно быть сделано какое-то специальное положение либо внутри машины, либо снаружи машины, чтобы ротор приближался к своей синхронной скорости. В это время, если на якорь подается электроэнергия, ротор может двигаться в такт и продолжать работать с синхронной скоростью.

Конструкция

Синхронный двигатель — это машина, которая работает с синхронной скоростью и преобразует электрическую энергию в механическую.По сути, это генератор переменного тока, работающий как двигатель. Как и генератор переменного тока, синхронный двигатель состоит из следующих двух частей:

(i) статор, в котором трехфазная обмотка якоря размещена в пазах сердечника статора и который получает питание от трехфазного источника питания [см. Инжир: )].

(ii) ротор, который имеет набор выступающих полюсов, возбуждаемых постоянным током для образования чередующихся полюсов N и S. Катушки возбуждения соединены последовательно с двумя контактными кольцами, и постоянный ток подается в обмотку от внешнего возбудителя, установленного на валу ротора.Статор намотан на такое же количество полюсов, что и полюсы ротора. Как и в случае с асинхронным двигателем, количество полюсов определяет синхронную

скорость двигателя,

Ns = 120 f / P

Где

f = частота мощности в Гц P = количество полюсов

Важным недостатком синхронного двигателя является то, что он не самозапускается, и для его запуска необходимо использовать вспомогательные средства.

Принцип работы

Тот факт, что синхронный двигатель не имеет пускового момента, можно легко объяснить.

(i) Рассмотрим трехфазный синхронный двигатель с двумя полюсами ротора NR и SR. Тогда статор также будет намотан на два полюса NS и SS. Двигатель имеет постоянное напряжение, приложенное к обмотке ротора, и трехфазное напряжение, приложенное к обмотке статора.Обмотка статора создает вращающееся поле, которое вращается вокруг статора с синхронной скоростью Ns (= 120 f / P). Постоянный ток (или ток нулевой частоты) создает двухполюсное поле, которое остается неподвижным до тех пор, пока ротор не вращается. Таким образом, мы имеем ситуацию, в которой существует пара вращающихся полюсов якоря (т.е. NS — SS) и пара неподвижных полюсов ротора (т.е. NR — SR).

(ii) Предположим, что в любой момент полюса статора находятся в положениях A и B, как показано на рисунке: Ясно, что полюса NS и NR отталкиваются друг от друга и также полюса СС и СР.Следовательно, ротор стремится двигаться против часовой стрелки. После периода полупериода (или 1/2 f = 1/100 секунды) полярности полюсов статора меняются, но полярности полюсов ротора остаются такими же, как показано на рисунке: Теперь SS и NR притягиваются друг к другу, и поэтому делаю НС и СР. Следовательно, ротор стремится двигаться по часовой стрелке. Поскольку полюса статора быстро меняют свою полярность, они имеют тенденцию тянуть ротор сначала в одном направлении, а затем после периода полупериода в другом.Из-за большой инерции ротора двигатель не запускается. Следовательно, синхронный двигатель не имеет момента самозапуска, т.е. синхронный двигатель не может запуститься сам по себе.

Эквивалентная схема

В отличие от асинхронного двигателя, синхронный двигатель подключен к двум электрическим системам; постоянный ток источник на выводах ротора и переменный ток. система на выводах статора.

1 . В нормальных условиях работы синхронного двигателя поле статора не наводит напряжение в роторе, поскольку обмотка ротора вращается с той же скоростью, что и поле статора.В обмотке ротора присутствует только наведенный постоянный ток, и омическое сопротивление этой обмотки является единственным противодействием этому, как показано на рис .: (i).

2. В обмотке статора необходимо учитывать два эффекта: влияние поля статора на обмотку статора , и влияние поля ротора, разрезающего проводники статора с синхронной скоростью.

(i) Влияние поля статора на проводники статора (или якоря) учитывается путем включения индуктивного реактивного сопротивления в обмотку якоря.Это называется синхронным реактивным сопротивлением Xs. Сопротивление Ra следует рассматривать как последовательное с этим реактивным сопротивлением, чтобы учесть потери в меди в статоре или обмотке якоря, как показано на рисунке: (i). Это сопротивление в сочетании с синхронным реактивным сопротивлением дает синхронный импеданс машины.

(ii) Второй эффект заключается в том, что напряжение генерируется в обмотке статора синхронно вращающимся полем ротора, как показано на рисунке 2.23 (i). Это сгенерировало e.м.ф. Eb известен как back e.m.f. и противодействует напряжению статора V. Величина Eb зависит от скорости ротора и потока ротора ф на полюс. Поскольку скорость ротора постоянна; значение Eb зависит от потока ротора на полюс, т. е. возбуждающего тока ротора If.

На рис. 2.23 (i) показана принципиальная схема одной фазы синхронного двигателя, соединенного звездой, а на рис. 2.23 (ii) показана его эквивалентная схема. Обратимся к эквивалентной схеме на рис: 2.23 (ii).

Напряжение сети / фаза в обмотке статора составляет

Er = V — разность фаз Eb

Ток / фаза якоря,

Эта эквивалентная схема значительно помогает понять работу синхронного двигателя.Синхронный двигатель называется нормально возбужденным, если возбуждение поля такое, что Eb = V. Если возбуждение поля такое, что Eb V.