Еще более распространенным, чем коллекторные двигатели, является асинхронный двигатель. Преимущества, недостатки и применение синхронных двигателей. Асинхронный двигатель применяется и в быту: в тех устройствах, где не нужно регулировать частоту вращения. Как правило, это синхронный двигатель с возбуждением от постоянных магнитов.
По достижении подсинхронной частоты вращения осуществляется синхронизация двигателя путем включения АГП и доведение его частоты вращения до синхронной. Синхронизация усложняется при высоких коэффициентах загрузки двигателя, а в системе собственных нужд электростанций возможности разгрузки на период синхронизации отсутствуют – рис.7.7. Перечисленные механизмы обычно имеют промежуточные бункеры топлива и запасы перекачиваемого рабочего тела в ресиверах.
В процессе пуска среднее напряжение на зажимах двигателя должно быть не менее 0,85Uном, минимальное напряжение в начале пуска – не менее 0,8Uном. Возбуждение двигателя осуществляется от тиристорных возбудителей. Обращаем внимание на низкую частоту вращения электродвигателей серии СДМЗ2 в пределах 100 – 150 об/мин, на которые асинхронные двигатели не выпускаются.
Двигатель постоянного тока (ДПТ)
Синхронная машина, работающая параллельно с сетью, автоматически переходит в двигательный режим, если к валу ротора приложен тормозной момент. При этом машина начинает потреблять из сети активную мощность и возникает электромагнитный вращающий момент.
По основным комплексным уравнениям синхронной машины (6.15 и 6.21) могут быть построены векторные диаграммы. Если нагрузка двигателя уменьшается по сравнению с исходной, то угол θ уменьшается до значения θ3. При этом ток двигателя Ía3 имеет опережающую реактивную составляющую. Ток двигателя при холостом ходе является практически реактивным.
Зависимость cos φ = f(P2) при работе машин с перевозбуждением имеет максимум в области Р2> Рном . При снижении Р2 значение cos φ уменьшается, а отдаваемая в сеть реактивная мощность возрастает. 1; это приводит к улучшению cos φ сети, а также к сокращению размеров двигателя, так как его ток меньше тока асинхронного двигателя той же мощности.
Ротор гистерезисного двигателя намагничивается под действием магнитного поля статора. Максимальное значение угла θг , определяется только свойствами материала ротора; этим же определяется и значение максимального момента Мг в синхронном режиме. Следовательно, при переходе гистерезисного двигателя в асинхронный режим его КПД резко уменьшается. Одной из разновидностей гистерезисного двигателя является двигатель с экранированными полюсами.
Кольцевой ротор позволяет получить асинхронный и гистерезисный моменты. По окончании пуска ротор вращается с синхронной частотой под действием гистерезисного и реактивного моментов. Ротор в рассматриваемом двигателе вращается в одну сторону — от экранированной части полюса к неэкранированной.
Выпускаются также реверсивные двигатели, у которых каждая половина полюса охватывается катушкой (см. рис. 4.65, в). Замыкая ту или иную пару катушек, можно изменять направление вращения двигателя. Гистерезисные двигатели выпускают на мощность до 2000 Вт и частоту 50, 400 и 500 Гц в трех- и двухфазном исполнениях.
В статье рассматриваются различные типы электродвигателей, их достоинства и недостатки, перспективы развития. Электродвигатели, в настоящее время, это непременная составляющая любого производства. В коммунальном хозяйстве и в быту они тоже применяются очень часто. Например, это вентиляторы, кондиционеры, насосы для отопления и т.д.
Этот тип двигателей ранее применялся очень широко, но в настоящее время он почти полностью вытеснен асинхронными электродвигателями, по причине сравнительной дешевизны применения последних. Синхронные электродвигатели часто применяются для различных видов привода, работающего с постоянно скоростью, т.е. для вентиляторов, компрессоров, насосов, генераторов постоянного тока и т.д.
У синхронных двигателей к.п.д. выше, а масса на единицу мощности меньше, чем у асинхронных на ту же скорость вращения. В настоящее время, это наиболее часто используемый тип двигателей.
Меняя частоту и скважность подводимого к статору напряжения, можно менять скорость вращения и момент на валу двигателя. Ротор выполняется из алюминия, что снижает его вес и стоимость. Основные недостатки – это малый пусковой момент на валу и большой пусковой ток в 3-5 раз превышающий рабочий. Еще один большой недостаток асинхронного двигателя – это низкий кпд в режиме частичных нагрузок. Например, при нагрузке в 30% от номинальной, кпд может падать с 90% до 40-60%!
Частотный привод преобразует напряжение сети 220/380В в импульсное напряжение переменной частоты и скважности. Тем самым удается в широких пределах менять частоту оборотов и момент на валу двигателя и избавиться практически от всех его врожденных недостатков. Эти двигатели занимают особую нишу, они применяются там, где требуются прецизионные изменения положения и скорости движения. Это космическая техника, роботостроение, станки с ЧПУ и т.д.
Эти двигатели обычно имеют систему датчиков обратной связи, что позволяет увеличить точность движения и реализовать сложные алгоритмы перемещений и взаимодействия различных систем. Линейный асинхронный двигатель создает магнитное поле, которое перемещает пластину в двигателе. Такие двигатели имеют очень большую скорость перемещения (до 5 м/с), а следовательно высокую производительность.
Вентильно-индукторный двигатель с самовозбуждением (ВИД СВ, SRM)
Так как в двигателе минимум движущихся частей, он имеет высокую надежность. Конструкция таких роликов довольно проста: внутри ведущего ролика находится миниатюрный электродвигатель постоянного тока и редуктор. Мотор ролики применяются на различных конвейерах и сортировочных линиях.
Синхронный электродвигатель
Статор двигателя управляется при помощи инвертора с микропроцессорным управлением. Двигатель оснащен системой датчиков, для осуществления обратной связи по положению, скорости и ускорению. 6. Самые лучшие показатели по КПД и cosφ, их КПД на всех нагрузках превышает 90%. В то время, как у асинхронных двигателей КПД на половинных нагрузках может падать до 40-60%!
Главным направлением совершенствования вентильных электродвигателей в настоящий момент является разработка адаптивных бездатчиковых алгоритмов управления. Это позволит снизить себестоимость и повысить надежность таких приводов.
В устройстве просты, не прихотливы в эксплуатации. На любом предприятии есть люди, которые в случае их поломки способны их отремонтироват и перемотать. У асинхронных двигателей два недостатка — большие пусковые токи и сложность регулирования скорости вращения.
Просто у них слишком много недостатков и все их не любят. Асинхронные двигатели намного проще, лучше и удобнее. Устройтсво простое, недорогое и эффективное. Если поставить постоянные магниты на статор, то получается компактный и удобный генератор/двигатель с КПД выше, чем у асинхронного. Особенно это важно в приводах главного движения станков.
Вместе с тем синхронный двигатель сложнее по конструкции, чем асинхронный той же мощности, и поэтому дороже. При пуске двигателя на ротор действуют асинхронный и гистерезисный моменты. Этот тип двигателей наиболее широко распространен в бытовой технике, где требуется регулировать частоту вращения: дрели, стиральные машины (не с «прямым приводом»), пылесосы и т.п.
Еще более распространенным, чем коллекторные двигатели, является асинхронный двигатель. Преимущества, недостатки и применение синхронных двигателей. Асинхронный двигатель применяется и в быту: в тех устройствах, где не нужно регулировать частоту вращения. Как правило, это синхронный двигатель с возбуждением от постоянных магнитов.
