Cинхронный двигатель работа

Синхронный двигатель (СД) – это разновидность электродвигателей, только работающих от переменного напряжения, при этом частота вращения ротора совпадает с частотой вращения магнитного поля. Именно поэтому она остается постоянной вне зависимости от нагрузки, т.к ротор синхронного двигателя – это обычный электромагнит и его, количество пар полюсов совпадает с числом пар полюсов у вращающегося магнитного поля. Поэтому взаимодействие этих полюсов обеспечивает постоянство угловой скорости, с которой крутится ротор.

Cинхронный двигатель работа и устройство
Cинхронный двигатель внешний вид

Основными частями СД являются якорь или статор (неподвижная часть) и ротор, разделенные между собой воздушной прослойкой. В пазах статора размещают трехфазную распределенную обмотку – обычно она соединяется по принципу «звезды».

Схема синхронного двигателя

При запуска двигателя переменного тока, поступающие в якорь элементарные заряженные частицы, генерируют вращение магнитного поля, которое пересекая электромагнитное поле ротора, и в результате взаимодействия двух полей переходит в механическую энергию.

Для равильного понимания принципа работы синхронного двигател я представим синхронный генератор, подсоединенный на параллельную работу в сеть огромной мощности.

Предположим, СД вращает ротор генератора против часовой стрелки с какой-то угловой скоростью. При этом нагрузка такая, что условная ось полюсов ротора СД смещена относительно условной оси вращающегося поля на определенный угол в направлении вращения ротора. При этом вращающий момент уравновешивается суммой электромагнитного момента генератора М' и момента холостого хода М0.

принцип работы синхронного двигателя

Если снизить вращающий момент, то нагрузка генератора начнет также падать, при этом будет снижаться угол и ток следующий через статор. В итоге упадет электромагнитный момента М' и угол, т. е. генератор перейдет в режим холостого хода и ЭДС генератора Е0 будет в противофазе с напряжением питания сети. Если же вал СД отсоединить и создать на нем некоторый тормозной момент, т.е. момент нагрузки М2 , направленный встречно вращению ротора ЭД, то осуществится смещение вектора ЭДС на определенный угол — относительно его положения в режиме холостого хода в направлении отставания. При этом в цепи обмотки статора генерируется результирующая ЭДС, создающая в обмотке статора ток, отстающий по фазе от ЭДС на угол 90° и отстающий по фазе от напряжения сети на угол φ (в генераторном режиме ток, отстает по фазе от ЭДС на на угол φ).

Ток генерирует магнитное поле, вращающееся синхронно с якорем (ротор) , ось которого смещена относительно продольной оси полюсов якоря на угол φ. Составляющие сил магнитного взаимодействия полюсов создадут на якоре двигателя определенный электромагнитный момент М", направленный согласно с вращающим магнитным полем и перемещающий ротор во вращение с такой же частотой. При этом СД будет потреблять из сети электрический иок и преобразовывать ее в энергию вращения. Вращающий электромагнитный момент М" преодолевает момент холостого хода и генерирует на валу СД полезный момент, приводящий во вращение исполнительный механизм.

Вращение ротора СД только с синхронной частотой является главной их особенностью и часто задает область их эксплуатации (например, для привода устройств, со стабильной частотой вращения).

При изменением нагрузки на вал СД меняется и угол. При этом ротор займет положение, соответствующее новой нагрузке, совершив некоторые колебательные движения в небольшрой промежуток времени.

По конструкционному исполнению синхронные двигатели почти не отличаются от синхронных генераторов, но имеют некоторые особенности.

При их изготавлении воздушный зазор делают меньшим, чем в генераторах такой же мощности, что увеличивает характеристики и свойства, такие как: уменьшение пускового тока; д емпферную или успокоительную обмотку, также изготавливают из стержня большего сечения, так как при п уске она является пусковой обмоткой.