Che cos'è un motore sincrono CA? Quali sono le caratteristiche dei motori sincroni AC
Il motore sincrono CA è un motore di azionamento a velocità costante la cui velocità del rotore mantiene una relazione proporzionale costante con la frequenza di alimentazione. È ampiamente utilizzato nella strumentazione elettronica, nelle moderne apparecchiature per ufficio, nelle macchine tessili, ecc. I motori sincroni sono motori a corrente alternata e gli avvolgimenti dello statore sono gli stessi dei motori asincroni. La sua velocità di rotazione del rotore è la stessa della velocità del campo magnetico rotante generato dall'avvolgimento dello statore, quindi è chiamato motore sincrono. Per questo motivo, la corrente del motore sincrono è in anticipo rispetto alla tensione in fase, ovvero il motore sincrono è un carico capacitivo. Per questo motivo, in molti casi, i motori sincroni vengono utilizzati per migliorare il fattore di potenza del sistema di alimentazione. Motore sincrono AC
Caratteristiche
Motore sincrono per il funzionamento a motore. Poiché il motore sincrono può funzionare con un fattore di potenza principale regolando la corrente di eccitazione, è utile migliorare il fattore di potenza della rete elettrica. Pertanto, le apparecchiature su larga scala, come soffianti su larga scala, pompe per l'acqua, mulini a sfere, compressori, laminatoi, ecc., sono comunemente azionate da motori sincroni. Questo vantaggio è particolarmente evidente quando un motore sincrono viene utilizzato in un'apparecchiatura di grandi dimensioni a bassa velocità. Inoltre, la velocità del motore sincrono è completamente determinata dalla frequenza di alimentazione. Quando la frequenza è costante, anche la velocità del motore è costante e non cambia con il carico. Questa caratteristica è di grande importanza in alcuni sistemi di trasmissione, in particolare i sistemi di trasmissione sincrona multimacchina e i sistemi di regolazione della velocità di precisione. Anche la stabilità operativa del motore sincrono è relativamente elevata. I motori sincroni funzionano generalmente in condizioni di sovraeccitazione e la loro capacità di sovraccarico è maggiore di quella dei corrispondenti motori asincroni. La coppia di un motore asincrono è proporzionale al quadrato della tensione, mentre la coppia di un motore sincrono è determinata dal prodotto della tensione e della forza elettromotrice interna generata dalla corrente di eccitazione del motore, che è, solo proporzionale alla prima potenza della tensione. Quando la tensione di rete scende improvvisamente a circa l'80% del valore nominale, la coppia del motore asincrono spesso scende a circa il 64% e smette di funzionare a causa del carico immobile; mentre la coppia del motore sincrono non diminuisce molto e può essere forzata l'eccitazione per garantire il funzionamento stabile del motore.
Struttura La struttura del motore sincrono è sostanzialmente la stessa di quella del generatore sincrono e anche il rotore è diviso in poli salienti e poli nascosti. Ma la maggior parte dei motori sincroni sono di tipo a poli salienti. Anche il modulo di installazione è diviso in orizzontale e verticale. Per risolvere il problema di avviamento di un motore sincrono, generalmente sul rotore viene installato un avvolgimento di avviamento. Può anche sopprimere le oscillazioni durante il funzionamento, quindi è anche chiamato avvolgimento dell'ammortizzatore. Oltre alla struttura tradizionale sopra menzionata, esiste anche una struttura del rotore artiglio-polo senza contatto strisciante. Prendendo come esempio un motore a 6 poli, due serie di poli magnetici a forma di artiglio sono installati uno di fronte all'altro sull'albero rotante. Un gruppo sporge assialmente a destra sulla piastra delle griffe di 3 corpi polari; l'altro gruppo è installato sul lato destro nella direzione opposta, in modo che il disco a denti sporga assialmente a sinistra di 3 corpi polari. Le polarità delle due serie di poli magnetici sono opposte. Dopo l'assemblaggio, la superficie circonferenziale esterna del polo magnetico non è più una superficie rotonda della piastrella come un comune motore a poli salienti, ma una superficie della piastrella a forma di cuneo, ovvero l'arco del polo a un'estremità è più lungo dell'altra estremità. L'intera forma del rotore è mostrata in figura. L'avvolgimento di campo è installato sul bordo esterno del giogo su entrambi i lati. Il flusso magnetico da esso generato passa attraverso il traferro laterale principale gm tra i poli N e S, i traferri assiali g1 e g2 tra il rotore e lo statore, e quindi si chiude attraverso il coperchio terminale e la base, come mostrato dal linea tratteggiata in figura. Per evitare un cortocircuito del flusso magnetico attraverso l'albero, l'albero deve essere realizzato in acciaio non magnetico; o l'albero deve essere diviso in 3 sezioni, la sezione centrale è in acciaio non magnetico. Il vantaggio principale di questa struttura è che non c'è avvolgimento nella parte rotante e nessun contatto strisciante tra l'anello del collettore e la spazzola, quindi l'operazione è affidabile, la struttura di isolamento è semplice e la manutenzione è conveniente. Ma il suo circuito magnetico principale è lungo e ha più traferri, il che aumenta la potenza richiesta per l'eccitazione; l'alloggiamento del motore ha un forte magnetismo, che farà surriscaldare il cuscinetto; e anche l'albero rotante deve essere isolato magneticamente. Pertanto, questo tipo di motore non è stato ampiamente promosso, viene utilizzato solo in alcune occasioni speciali e la capacità generale non supera le poche centinaia di kilowatt.
L'avvio di un motore sincrono può produrre solo una coppia media alla velocità sincrona. Se lo statore è collegato immediatamente alla rete e il rotore è eccitato dalla corrente continua all'avvio, il campo magnetico rotante dello statore ruota immediatamente a una velocità sincrona e il campo magnetico del rotore è temporaneamente stazionario a causa dell'inerzia del rotore e del campo elettromagnetico la coppia generata in questo momento sarà positiva o negativa. Alternato e il suo valore medio è zero, quindi il motore non può avviarsi da solo. Per avviare un motore sincrono, devono essere utilizzati altri metodi. Ci sono principalmente i seguenti due metodi.
①Metodo di avviamento asincrono: installare un avvolgimento di avviamento a gabbia sulla scarpa polare magnetica principale del motore. All'avvio, prima cortocircuitare l'avvolgimento di eccitazione attraverso un resistore, quindi collegare l'avvolgimento dello statore alla rete. Basandosi sulla coppia elettromagnetica asincrona dell'avvolgimento di avviamento per far accelerare il motore fino a raggiungere la velocità sincrona, e quindi far passare la corrente di eccitazione nell'avvolgimento di eccitazione per stabilire il campo magnetico del polo principale, la coppia elettromagnetica sincrona può essere utilizzata per tirare il rotore del motore nella velocità sincrona.
②Metodo di avviamento del motore ausiliario: generalmente, come motore ausiliario viene utilizzato un motore a induzione con lo stesso numero di poli del motore sincrono (la capacità è circa il 10-15% della macchina principale) e la macchina principale viene azionata a una velocità vicina a la velocità sincrona, quindi l'alimentazione viene commutata allo statore della macchina principale e la corrente di eccitazione passa nell'avvolgimento di eccitazione per attirare l'host nella velocità sincrona.