Avto-love.ru

Разница между асинхронным и синхронным двигателем

Синхронный или асинхронный. Как выбрать двигатель?

История электромоторов составляет более 170 лет, однако наибольшее их развитие можно наблюдать за последние десять или около того лет. Появление электронных систем управления, позволяющих регулировать скорость и крутящий момент, и, следовательно, различные типы преобразователей частоты и системы плавного пуска произвели революцию на рынке для использования таких электроприводов.

В настоящее время электродвигатели используются не только для управления различными типами машин, но и в современных системах автоматизации. Двигатель, взаимодействующий с преобразователем частоты или сервоприводами используется в конвейерах, системах позиционирования, а также в приложениях, включая многоосевые приложения, которые требуют точных, быстрых и синхронизированных перемещений.

ПРИВОДНАЯ ТЕХНИКА В АВТОМАТИЗАЦИИ

Приводная техника, используемая в широко понятных системах автоматизации, охватывает довольно большую группу устройств.

Существуют не только двигатели постоянного тока, синхронные двигатели переменного тока, асинхронные двигатели, частотные преобразователи, но также сервоприводы, моторедукторы и другие механические элементы, которые позволяют регулировать скорость и крутящий момент двигателя.

Наиболее часто используемыми в автоматизации являются двигатели и низковольтные приводы мощностью от 1 киловатта до не более нескольких десятков, а иногда и нескольких сотен. Двигатели с системами рекуперации энергии становятся все более популярными в мире. Это связано не только с необходимостью использования высокопроизводительных устройств, но и с правилами регулирования потребления и энергии, которые становятся все более жесткими во многих странах.

Небольшие двигатели переменного тока, предлагаемые Украинскими поставщиками, являются синхронными и асинхронными двигателями. Универсальные двигатели, которые могут работать как с постоянной, так и с переменной мощностью постоянного тока, гораздо менее популярны среди украинских потребителей. Как уже упоминалось, наиболее продаваемыми являются двигатели мощностью от 1 Вт до 5 кВт, а также устройства мощностью от 5 Вт до 10 кВт.

Стоит отметить, что в Украине наиболее популярными сейчас являются асинхронные двигатели, которые могут быть легко использованы во всех видах систем привода, где не требуется точное управление двигателем. Асинхронные электродвигатели купить украина от мировых лидеров SIEMENS, ABB, FESTO, Phoenix Contact можно на сайте /simat.com.ua/

В случае сервоприводов пользователи обращают внимание на динамику привода и точность движения. Также важны такие параметры, как эффективность двигателя, что существенно влияет на общую стоимость поддержания системы автоматизации в данной компании.

Современные электродвигатели характеризуются простой конфигурацией и простотой эксплуатации. Инженеры делают упор на повышение их эффективности и улучшение рабочих параметров, а также на их автоматическую адаптацию к изменяющимся условиям нагрузки.

Проэкологическое строительство двигателя и низкое потребление энергии также становятся все более и более важными. Электродвигатели систематически подвергаются миниатюризации. К сожалению, после уменьшения размеров двигателей, нет снижения мощности, но увеличивается их грузоподъемность.
Принимая во внимание контроль, наблюдается тенденция к цифровизации электродвигателей. Существует все больше доступных протоколов и коммуникационных технологий, которые основаны главным образом на промышленном Ethernet.

– Асинхронные двигатели используются для привода приводов, но у них есть конкретные области применения.

Асинхронные двигатели используются в приложениях с меньшим технологическим зацеплением, но там, где момент инерции привода значителен. Такие применения представляют собой плоские роликовые конвейеры или, насосы, вентиляторы, лифты, – говорит Конрад Флорчик, инженер-программист SEW-EURODRIVE Polska.

– Синхронные серводвигатели в основном для специальных задач. Низкий момент инерции – высокая динамика плюс эффективный и эффективный контроль – эти параметры позволяют использовать эти двигатели, как манипуляторы или конечные механизмы машин.

АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ

Асинхронные двигатели являются наиболее часто используемыми типами электродвигателей в промышленности и автоматизации. По оценкам, более половины электроэнергии, производимой на электростанциях, потребляется асинхронными двигателями. Их преимущества включают, прежде всего, простоту конструкции, простоту в эксплуатации и низкую цену покупки и обслуживания. Асинхронные двигатели имеют хорошие параметры движения, и их характеристики могут быть сформированы путем изменения питания и сопротивления обмоток машины, что достигается путем подключения соответствующих внешних элементов. Электронные, полупроводниковые системы управления позволяют осуществлять плавный пуск и торможение асинхронных двигателей.

Читать еще:  Установка двигателя приора на ваз 2107

Также легко настроить мощность и скорость этого типа двигателя. К сожалению, асинхронные двигатели также имеют недостатки. Самой большой из них является необходимость обеспечения индуктивной реактивной мощности, которая влияет на увеличение потерь мощности в линиях электропередачи и заметные падения напряжения, видимые особенно во время запуска.

Асинхронные двигатели, с точки зрения источника питания, могут быть разделены на одно, двух и трехфазные, наиболее популярными в отрасли являются последние. В небольших двигателях используется двух- или однофазное питание.

СИНХРОННЫЕ МОТОРЫ

Основными задачами электродвигателя являются преобразование электричества в механическую энергию. Как и в большинстве электрических машин, возможен обратный процесс в двигателе (так называемый принцип обратимости работы), т. е. Преобразование механической энергии в электричество. Однако это свойство редко используется в промышленной практике.

Сегодняшние электродвигатели могут быть разделены по-разному. Самое простое разделение связано с типом питания, то есть на двигатели постоянного и переменного тока. .

Однако, с точки зрения систем привода, наиболее важным является разделение двигателей по их конструкции и принципу работы. В случае машин переменного тока имеются три основные группы двигателей: синхронные машины, асинхронные и машины переменного тока.

Наиболее многочисленной группой двигателей, представленных в системах промышленной автоматизации, являются синхронные и асинхронные двигатели с переменного тока. Синхронные электродвигатели отличаются от асинхронных двигателей конструкцией ротора, который дополнительно оснащен электромагнитами или постоянными магнитами.

Синхронный двигатель представляет собой электрическую машину, питаемую переменным током, в котором ротор в устойчивом состоянии вращается с той же угловой скоростью, что и магнитное поле, которое его активирует. Важно отметить, что скорость синхронного двигателя всегда постоянна и не зависит от нагрузки и напряжения питания.

Разница между асинхронным и синхронным двигателем

я так понимаю что оба они питаются от переменного тока, и фактически Транспорматоры, у которых первичная обмотка это – статор. Вторичная – ротор.
Ротор – вернее короткозамкнутая вторичная обмотка.

Но в статоре – половина обмоток долны получать питание сдвинутое по фазе на 90 или 180 градусов

В синхронном – это осуществляется внедрение коненсатора,
В асинхронном – отдельной системой управления.

Есть ли трамваи с Синхронным двигателем?
—————————————————————————————
Правда НЕВЕРНО что – ротор Синхроммого двигателя – просто Постоянный магнит?

видимо там никаких обмоток а сталь намагничивается так, что Север станоновится по Север, Юг под Юг, потом пол оборота и полюса меняются.

Это ли Squirel Cage Moror? (мотор формы “Клетки для белки”)

Статор как раз одинаковый. Обмотки должны питаться со сдвигом по фазе (его величина зависит от числа полюсов), а уж как он осуществляется (конденсатором, электронным преобразователем, многофазным генератором) непринципиально.

Разница в роторе. В классическом синхронном двигателе это постоянный магнит (ну или питаемый постоянным током электромагнит – в мощных двигателях), который увлекается за собой вращающимся полем статора. Синхронный двигатель может развивать крутящий момент только про точном совпадении частоты вращения ротора и поля статора (потому и называется синхронным). В асинхронном двигателе ротор имеет обмотку, короткозамкнутую (короткозамкнутый ротор – наиболе распространенный тип) или нагруженную на резисторы (фазный ротор). В обмотке ротора от статора как в трансформаторе индуцируется электрический ток, который в свою очередь вновь индуцирует магнитное поле, взаимодействующее с полем статора. Асинхронный двигатель развивает крутящий момент только когда частота вращения ротора меньше частоты вращекния поля статора (в противном случае поле в роторе не индуцируется).
При питании током стабильной частоты синхронный двигатель имеет абсолютно жесткую механическую характеристику (обороты не зависят от нагрузки), обороты же асинхронного двигателя зависят от нагрузки и жесткость характеристики можно менять сопротивлением сплава, заливающего ротор (в короткозамкнутых двигателях) или сопротивлением шунтирующих резисторов (в двигателях с фазным ротором). Отсюда следует, что в классическом виде синхронный двигатель для транспорта в качестве тягового абсолютно непригоден.
На транспорте обмотки статора синхронного двигателя коммутируются от датчиков положения ротора, такой двигатель является аналогом коллекторного, но вместо щеточно-коллекторного механизма коммутация осуществляется электроникой и якорь с возбуждением как бы “поменялись местами” (постоянным током подмагничивается ротор, а коммутируются обмотки статора). Типичный пример такого двигателя – вентиляторы в компах.

Читать еще:  Обрыв подушки двигателя ваз 2109

Сообщение изменено (07-02-06 09:24)

GK Tramrunner писал(а):

> Правда НЕВЕРНО что – ротор Синхроммого двигателя – просто
> Постоянный магнит?

Не правда: ротор синхронного двигателя – именно постоянный магнит, или обмотка, питаемая постоянным током. Пример синхронного двигателя – кулер Вашего компа.
О перспективах применения синхронных двигателей для тяги см. например
здесь.

> Пример синхронного двигателя – кулер Вашего компа.

А разве кулер питается переменным напряжением? Я думал, это двигатель постоянного тока.

Сообщение изменено (07-02-06 10:54)

видимо там никаких обмоток а сталь намагничивается так, что Север станоновится по Север, Юг под Юг, потом пол оборота и полюса меняются.

Это ли Squirel Cage Moror? (мотор формы “Клетки для белки”)
=======
Нет. squirrel cage – это асинхронник с короткозамкнутым ротором ( а бывают еще с фазным ротором, где плавный пуск осущетсвлялся уменьшением сопртивления реостатов). В дотиристорную эпоху асинхронники с КЗ ротором большой мощности по понятным причинам не делались.

GK Tramrunner писал(а):

> Есть ли трамваи с Синхронным двигателем?
маловероятно – синхронные двигатели требуют дополнительных средств для разгона и не могут работать при перегрузках – т.е. для трамвая синхронные двигатели совсем не подходят.

Гость из будущего писал(а):

> > Есть ли трамваи с Синхронным двигателем?
> маловероятно – синхронные двигатели требуют дополнительных
> средств для разгона и не могут работать при перегрузках – т.е.
> для трамвая синхронные двигатели совсем не подходят.

Синхронные двигатели, питаемые переменным током без обратной связи по положению ротора – не подходят. Если питабтся от преобразователя, имеющег обратную связь по положению ротора – то вполне подходят, ибо такие синхронные двигателя являются аналогом коллекторных. Например, электровоз ЭП200 имеет синхронные двигатели.

Асинхронный и синхронный электродвигатели. Принцип работы

Трехфазные асинхронные двигатели составляют основу современного электропривода. От ДПТ их отличает простота конструкции, надежность, высокие технико-экономические показатели. В настоящее время частотные преобразователи позволили сделать регулировочные свойства АД более лучшими, чем у ДПТ с НВ.

По конструкции ротора АД разделяются на двигатели и короткозамкнутым ротором (КЗР) и двигатели с фазным ротором (ФР). Наиболее простая конструкция у АД с КЗР. Ротор такого двигателя не имеет выводов, так как его обмотка выполнена в виде короткозамкнутой клетки (беличья клетка). Его обмотка выполнена в виде ряда медных или алюминиевых стержней, расположенных по периметру сердечника ротора, замкнутые в двух сторон короткозамыкающими кольцами. Простота конструкции обеспечивает им высокую надежность, простоту обслуживания и невысокую стоимость. Схема включения АД СС КЗР представлена на рис. 4.1, а.

Фазный ротор имеет трехфазную обмотку, выполненную по типу обмотки статора (рис. 4.1, б). Одни концы катушек соединены в нулевую точку («звезда»), а другие – подключены к контактным кольцам. На кольца наложены щетки, осуществляющие скользящий контакт с обмоткой ротора. При такой конструкции возможно подсоединение к обмотке ротора пускового или регулировочного реостата, позволяющего менять электрическое сопротивление в цепи ротора. Такие двигатели более сложны в изготовлении и эксплуатации, поэтому применяются только там, где применение АД с КЗР не обеспечит требованиям в приводу механизма.

Читать еще:  Резко падают обороты двигателя при переключении передач

Ротор АД отстаёт от вращающегося магнитного поля статора, которое создается обмоткой статора, то есть вращение происходит асинхронно. В этих условиях вращающееся поле статора индуцирует ЭДС в обмотке роторе, под действием которого в роторе протекает ток, который взаимодействует с вращающимся магнитным полем (ВМП), создавая вращающий момент двигателя. В рабочих режимах разница частот вращения статора и ротора не велика и составляет несколько процентов. При рассмотрение рабочих процессов АД обычно используют понятие скольжения

.

Скорость асинхронного двигателя в рабочих режимах

,

где синхронная частота вращения магнитного поля ; – частота питающего напряжения ; – число пар полюсов.

Рис. 4.1. Схема включения асинхронных двигателей с КЗР (а) и ФР (б)

Статор синхронного двигателя (СД) конструктивно не отличается от статора АД. Ротор СД имеет явнополюсную конструкцию, на полюсах которого расположена обмотка возбуждения. При включении обмотки к источнику постоянного тока в двигателе создается дополнительное магнитное поле. Таким образом, для работы синхронного двигателя кроме 3х-фазного переменного напряжения требуется также постоянное. Исключение составляют двигатели, возбуждаемые постоянными магнитами. Такие двигатели обладают абсолютно жесткой механической характеристикой: ротор двигателя вращается синхронно с вращающимся магнитным полем с частотой .

Рис. 4.2. Схема включения СД

В отличие от АД, синхронные не создают пускового момента, так как ротор двигателя по причине инерционности не может мгновенно разогнаться до синхронной скорости. Для пуска СД необходимо предварительно привести его во вращение до скорости, близкой к синхронной ( . С этой целью применяют асинхронный пуск, для чего на роторе двигателя располагается пусковая обмотка, конструктивно похожая на беличью клетку.

Процесс асинхронного пуска СД протекает следующим образом (рис. 4.2).

При включении обмотки статора СД в сеть СД запускается как асинхронный. При этом обмотку возбуждения замыкают на сопротивление для ограничения величины ЭДС, которая наводится в ОВ при пуске двигателя. При достижении скорости вращения близкой к номинальной, обмотку возбуждения подключают к постоянному напряжению, и двигатель втягивается в синхронизм, то есть скорость вращения двигателя становится равной синхронной скорости.

Синхронные двигатели изготавливаются на большие мощности: от сотен до тысяч киловатт. Объясняется это тем, что при меньших мощностях их применение нецелесообразно по технико-экономическим показателям.

СД обычно имеют целевое назначение, то есть каждая серия разработана для конкретных механизмов (для шаровых мельниц – СДМЗ, для привода компрессоров – СДК, для привода насосов – ВДС и др.).

Синхронные двигатели имеют перегрузочную способность .

Еще одной особенностью СД является возможность работать с величиной , более того, при перевозбуждении синхронный двигатель начинает генерировать емкостную нагрузку. Для повышении в сети используют синхронные компенсаторы, представляющие собой перевозбужденные СД специальной конструкции, работающие без нагрузки на валу.

Механические характеристики синхронного двигателя представлены на рис. 4.3 (прямая 1).

Для синхронных двигателей важное значение имеет угловая характеристика, то есть зависимость момента синхронной машины от угла . Угол – это угол между напряжением на статоре и ЭДС двигателя. При значениях, больших 90 градусов, как видно из рис. 4.4, двигатель выпадает из синхронизма, так как участок угловой характеристики при является неустойчивым.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector