Sünkroonsete elektrimootorite eripäraks on see, et magnetvoo ja rootori pöörlemiskiirus on sama. Sel põhjusel ei muuda elektrimootori rootor koormuse suurenemisel oma kiirust. Rootoril on mähis, mis tekitab magnetvälja.
Mõnikord kasutatakse võimsaid püsimagneteid. Tavaliselt on sünkroonmasinatel rootoril sama palju mähiseid kui staatoril. Nii selgub, et magnetvoo ja rootori pöörlemiskiirus võrdsustub. Mootoriga ühendatud koormus ei mõjuta kiirust üldse.
Elektrimootori disain
Sünkroonmootori seade koosneb järgmistest elementidest:
- Fikseeritud osa on staator, millel paiknevad mähised.
- Mobiilne rootor, mida mõnikord nimetatakse induktiivpooliks või armatuuriks.
- Esi- ja tagakaaned.
- Rootori külge kinnitatud laagrid.
Ankru ja staatori vahel on vaba ruumi. Soontesse asetatakse mähised, need ühendatakse sissetäht. Niipea, kui mootorile rakendatakse pinget, hakkab vool läbi armatuuri mähise voolama. Induktiivpooli ümber moodustub magnetväli. Kuid ka staator on pinge all. Ja siin tulebki sisse magnetvoog. Need väljad on üksteisest nihutatud.
Kuidas sünkroonmootor töötab
Sünkroonsetes masinates on staatori elektromagnetid poolused, kuna need töötavad alalisvoolul. Kokku on staatori mähiste ühendamiseks kaks skeemi:
- Salifole.
- Kaudne poolus.
Magnetilise takistuse vähendamiseks ja välja läbipääsu tingimuste optimeerimiseks kasutatakse ferromagnetitest valmistatud südamikke. Need on saadaval nii staatoris kui ka rootoris.
Need on valmistatud spetsiaalsest elektriterasest, mis sisaldab tohutul hulgal sellist elementi nagu räni. Sellega on võimalik oluliselt vähendada pöörisvoolu, aga ka suurendada metalli elektritakistust.
Sünkroonsete elektrimootorite töö põhineb staatori ja rootori pooluste vastasmõjul. Käivitamisel kiirendab see voolu kiiruseni. Just sellistel tingimustel töötab elektrimootor sünkroonrežiimis.
Käivitusmeetod abielektrimootoriga
Varem kasutati spetsiaalseid käivitusmootoreid, mis ühendati mootoriga mehaaniliste seadmete abil (rihmülekanne, kett jne). Käivitamise ajal hakkas rootor pöörlema ja järk-järgult kiirendadessaavutas sünkroonkiiruse. Pärast seda hakkas mootor ise tööle. Täpselt selline on sünkroonmootori tööpõhimõte, olenemata konstruktsioonist ja tootjast.
Eeltingimuseks on, et käivitusmootori võimsus peab olema umbes 15% kiirendatud mootori võimsusest. See võimsus on täiesti piisav mis tahes sünkroonmootori käivitamiseks, isegi kui sellega on ühendatud väike koormus. See meetod on üsna keeruline ja kogu varustuse maksumus suureneb oluliselt.
Kaasaegne käivitamismeetod
Sünkroonmootorite tänapäevased konstruktsioonid ei ole selliste kiirendamisahelatega varustatud. Kasutatakse teistsugust päästikusüsteemi. Umbes nii lülitatakse sünkroonmasin sisse:
- Reostaadi abil suletakse rootori mähised. Selle tulemusena tekib armatuur lühisesse, nagu lihtsatel asünkroonmootoritel.
- Rootoril on ka oravapuuri mähis, mis rahustab ja ei lase armatuuril sünkroonimise ajal kõikuda.
- Niipea, kui armatuur saavutab oma minimaalse pöörlemiskiiruse, ühendatakse selle mähistega alalisvool.
- Püsimagnetite kasutamisel tuleb kasutada väliseid käivitusmootoreid.
On krüogeenseid sünkroonseid elektrimootoreid, mis kasutavad vastupidist tüüpi konstruktsiooni. Ergastusmähised on valmistatudülijuhtivad materjalid.
Sünkroonmasinate eelised
Asünkroonsed ja sünkroonsed mootorid on väga sarnase konstruktsiooniga, kuid siiski on erinevusi. Viimasel on selge eelis selles, et ergutus toimub alalisvooluallikast. Sel juhul võib mootor töötada väga suure võimsusteguriga. Sünkroonmootoritel on ka muid eeliseid:
- Nad töötavad ülepaisutatud kiirusega. See võimaldab teil vähendada energiatarbimist ja vähendab oluliselt ka voolukadusid. Sünkroonmasina efektiivsus on palju suurem kui sama võimsusega asünkroonmootoril.
- Pöördemoment sõltub otseselt võrgu pingest. Isegi kui pinge võrgus väheneb, jääb võimsus alles.
Aga sellegipoolest kasutatakse asünkroonseid masinaid palju sagedamini kui sünkroonseid. Fakt on see, et neil on suur töökindlus, lihtne disain, need ei vaja täiendavat hooldust.
Sünkroonmootorite puudused
Selgub, et sünkroonmasinatel on palju rohkem puudusi. Siin on vaid peamised:
- Sünkroonmootori vooluahel on üsna keeruline, koosneb suurest hulgast elementidest. Just sel põhjusel on seadme hind väga kõrge.
- Kasutage induktiivpooli toiteks kindlasti pidevat allikatpraegune. See muudab kogu ehituse oluliselt keerulisemaks.
- Elektrimootori käivitamise protseduur on üsna keeruline kui asünkroonsete masinate puhul.
- Rootori kiirust on võimalik reguleerida ainult sagedusmuundurite abil.
Üldiselt kaaluvad sünkroonmootorite eelised oluliselt üles miinused. Sel põhjusel kasutatakse neid väga sageli seal, kus on vaja läbi viia pidev pidev tootmisprotsess, kus ei ole vaja seadmeid sageli peatada ja käivitada. Sünkroonmasinaid võib leida veskites, purustites, pumpades, kompressorites. Nad lülituvad harva välja, töötavad peaaegu pidev alt. Selliste mootorite kasutamisega on võimalik saavutada märkimisväärset energiasäästu.
