Pikap24.ru

Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое реактивный синхронный двигатель

Синхронный реактивный двигатель

Возможно, название этой статьи кого-то наведёт на мысль, что речь пойдёт об электрическом реактивном двигателе для космических кораблей. Однако всё гораздо прозаичнее: СРД — это один из видов синхронных электродвигателей, и слово «реактивный» в его наименовании означает не вид тяги, а принцип приведения ротора во вращение. Более точно его описывает англоязычное название synchronous reluctance machine (одно из значений слова reluctance — «магнитное сопротивление»).

Известно множество разновидностей электрических двигателей, включая асинхронные (АД), синхронные (СД), шаговые, двигатели постоянного тока. Все они представляют собой электромеханические преобразователи, то есть преобразователи электрической энергии в механическую.

А теперь представьте себе АД с максимально простой конструкцией ротора — это и будет СРД. Подобные электрические машины появились несколько десятилетий назад, но только недавно привлекли внимание производителей двигателей, а также инжиниринговых компаний по всему миру.

Если раньше в электроприводе важно было обеспечить должный крутящий момент или оптимальный размер оборудования, то теперь на первый план вышла энергоэффективность. В СРД реактивная сила возникает в результате изменения магнитного сопротивления, и их производители ради повышения энергоэффективности применили роторные элементы специальной конструкции, управляющие силовыми линиями магнитного поля.

Принцип прост

Согласно определению, содержащемуся в ГОСТе от 1987 года, СРД — это синхронная машина, вращающий момент которой обусловлен неравенством магнитных проводимостей по разным осям ротора, не имеющего обмоток возбуждения или постоянных магнитов. В данном случае под осями понимаются линии симметрии ротора на его поперечном разрезе (см. схему).

Переменный ток, проходящий по обмоткам статора, создаёт в воздушном зазоре внутри электродвигателя вращающееся магнитное поле. Крутящий момент возникает, поскольку ротор пытается линию с наименьшей магнитной проводимостью (ось d) совместить с вектором приложенного к нему поля, чтобы минимизировать сопротивление в магнитной цепи. Иными словами, вращающееся магнитное поле статора увлекает за собой ротор. Глядя на схему как на векторную диаграмму, можно сказать, что величина магнитного потока статора отражается на оси d, тогда как электрический ток, отвечающий за вращающий момент, — на оси q.

Конструкторы подобных роторов обеспечили различие между магнитными сопротивлениями по разным осям за счёт воздушных зазоров. Значение вращающего момента здесь прямо пропорционально разнице индуктивностей обмоток статора, ориентированных вдоль осей d и q.

По пути к совершенству

СРД прошли впечатляющий эволюционный путь. Первые образцы развивали меньший вращающий момент, чем синхронные машины с обмоткой возбуждения, а также имели невысокие КПД и коэффициент мощности. Это объяснялось тем, что возбуждение обуславливалось реактивной составляющей тока, которая имела большую величину. Для пуска таких двигателей применяли демпфирующую короткозамкнутую обмотку, переводя их на время пуска в асинхронный режим.

Читать еще:  Авиамодельный двигатель своими рукам

Характеристики СРД резко повысились после появления специальных преобразователей частоты (ПЧ). В них питающее напряжение развязано от сети и заложен алгоритм пуска (управление током намагничивания Id статора и током статора, отвечающим за крутящий момент, — Iq), исключающий необходимость в асинхронном разгоне. Во время работы СРД программа контроллера ПЧ постоянно корректирует выходной ток, поддерживая наиболее благоприятные режимы. Положение ротора отслеживается без применения встроенных датчиков — по потребляемому двигателем току.

После внедрения ПЧ коэффициент мощности и КПД синхронных реактивных двигателей заметно увеличились, а конструкция ротора максимально упростилась. В целом можно сказать, что в силу своего принципа действия СРД имеет худший на 5-10% коэффициент мощности, чем АД, но зато на 5-8% выигрывает в КПД — как в номинальном режиме, так и при работе на пониженных скоростях во всём допустимом их диапазоне.

Статор СРД идентичен статору широко используемого асинхронного двигателя. Его обмотка может быть распределённой или сосредоточенной. А ротор представляет собой вал с болванкой из шихтованной стали — на нём вы не найдёте ни обмоток, ни постоянных магнитов. Роторы бывают трёх основных видов: аксиально расслоённые, поперечно расслоённые и с явно выраженными полюсами (см. рисунок).

Тихоходы по природе

Отметим, что СРД демонстрируют высокие энергетические показатели тогда, когда магнитопровод работает в зоне насыщения. В случае повышенных оборотов контроллер должен уменьшить ток намагничивания Id, в результате чего заметно падает вращающий момент двигателя. А поскольку реактивный ток сохраняется на высоком уровне, резко снижается коэффициент мощности. Поэтому там, где требуются повышенные скорости работы, синхронные реактивные двигатели использовать не стоит.

Назовём достоинства СРД.
1. Простота и надёжность ротора, состоящего из тонколистовой электротехнической стали.
2. Низкий нагрев. Так как в роторе нет обмоток, через него не протекает активный ток. Это положительно сказывается на сроке жизни подшипников и на КПД. Поскольку снижаются потери на нагрев, номинальный ток двигателя может быть повышен, что позволяет получить (при той же мощности) более высокий (на 20-40%) вращающий момент, чем у АД.
3. Отсутствие магнитов. Таким образом, для производства двигателя не требуются редкоземельные металлы и, следовательно, его стоимость снижается.
4. Низкий момент инерции ротора, который представляет собой болванку без магнитов и обмоток.
5. Меньшие габариты по сравнению с АД при той же мощности.
6. Высокие КПД и cos(φ), достигаемые с помощью специализированного интеллектуального преобразователя частоты.
7. Абсолютно жёсткая механическая характеристика в разомкнутой системе. Это значит, что двигатель способен поддерживать скорость на заданном уровне с большой точностью до тех пор, пока вращающий момент не превысит максимального значения.

Читать еще:  Двигатель volvo d13f технические характеристики

Недостатки же СРД таковы.
1. Пуск и работа возможны только с преобразователем частоты, который увеличивает стоимость системы и занимает место.
2. Падение эффективности на повышенных оборотах.

Синхронные реактивные двигатели перспективны для применения при разработке новых и модернизации старых систем электропривода. Больший КПД во всем диапазоне скоростей в сравнении с АД и СД с постоянными магнитами дает им преимущество при выборе двигателей для новых систем, соответствующих международным стандартам энергоэффективности IE4 и IE5. Благодаря простоте конструкции ротора и проверенной технологии изготовления статора такие двигатели найдут применение в насосных агрегатах и вентиляторах, а также в различных других системах с постоянным моментом вращения и регулированием скорости вниз от номинала.

МПК / Метки

Однофазный реактивный синхронный двигатель

Номер патента: 123242

. двигателя. Двигатель имеет две магнитные системы 1 и 2, сдвинутые относительно зубцов (полюсов) ротора 3 наэлектрических градусов.В цепь обмоток 4 и 5 каждой системы последовательно включены конденсаторы б и 7. Величина емкости конденсаторов б и 7 и изменения нндуктивности обмоток 4 и 5 в зависимости от угла поворота ротора выбираются такими, чтобы при минимальной величине индуктивности происходил феррорезонансный срыв тока в сторону уменьшения тока,Такая зависимость эффективного значения тока в обмотках 4 и 5 от угла поворота ротора дает возможность двигателю работать с числом оборотов, значительно меньшим синхронного. Соотношение крутящего и тормозного момента двигателя таково, что позволяет практически избавиться от маховика.

Реактивный синхронный двигатель

Номер патента: 82876

. отдельные секторы. При большой длине пакета ротора может быть применено несколько промежуточных скрепляющих шайб 5. Для дополнительного повышения механической прочности ротора в отдельных случаях может применяться склейка пакета. инхронс повы8287.6Вал 1 можно выполнить как из немагнитного (латунь, бронза), так и из ферромагнитного (сталь) материала. Если вал выполнен из немагнитцого материала, то ротор можно укрепить непосредственно на валу. Если вал стальной, то между валом и внутренней поверхностью стальйых пакетов оставляют промежуток. Этот промежуток может;быть заполнен немагнитным материалом в виде заливки 6 или в виде втулки 7, на которой собирается пакет ротора. В случае применения заливки для заполнения промежутка между валом и.

Реактивный синхронный электродвигатель

Номер патента: 1374354

. и сбегающей половинах полюса величина зубцового шагана набегающей половине больше соответствуюЩего зубцового шага 1 на сбегающей 45 половине полюса.При работе в режиме нагрузки вследствие несимметричного профиля ферромагнитных слоев 1 в воздушном зазоре двигателя создается большая деформация магнитного поля, так как величина магнитного потока на набегающем крае каждого ферромагнитного слоя 1 набегающей половины. полюса больше магнитного потока на сбегающем крае соседнего (по направлению вращения) ферромагнитного слоя 1.При этом возрастает реактивный синхронный момент двигателя,При пуске в двигателе уменьшается величина синхронных тормозных моментов из-за отсутствия симметрии в расположении зубцов двух половин соседних полюсов.

Читать еще:  Что такое объем двигателя 1500

Синхронно-асинхронный двигатель реактивного типа

Номер патента: 55646

. кольца рядом зубцов, а с наружной — металлическим кольцом 11 из немагнитного материала малого электрического сопротивления (медным, алю. миниевым). Соответственно статор 3 синхронного двигателя выполнен в виде цилиндра с зубцами и кольцевой выточкой, служащей для размещения обмотки 4, Статор помещен внутри кольцевого ротора и закреплен на оси 8 неподвижно или с возможностью небольшого качания. Зубцы статора и ротора расположены симметрично друг против друга. Снаружи кольца 11 ротора расположена неподвижная электромагнитная система, выполненная по типу любой из известных систем индукционных двигателей, в частности, например, как это принято в разработанной автором конструкции, в виде Т-образ-ного сердечника, снабженного двумясистемами.

Реактивный синхронный электродвигатель

Номер патента: 877720

. 5 и 6 каждого из877720 Формула изобретения 15 сердечников 1 и 2 выполнены клювообраэными, изолированы от полюсныхнаконечников другого сердечника в магнитном отношении и размещены по разные стороны плоскости осей сердечников 1 и 2 с разворотом на половинуэубцового деления ротора 7, шириназубцов 8 и 9 которого равна ширинепазов 10 и 11 между ними, причем дуги полюсных наконечников 5 и 6 размещены диаметрально противоположноВ варианте исполнения реактивногосинхронного электродвигателя активнаячасть. ротора 7 выполнена из двух идентичных частей 12 и 13, установленныхс разворотом на половину зубцовогоделения по разные стороны плоскостиосей сердечников 1 и 2,Двигатель работает следующим образом.11 ри подаче напряжения на одну изобмоток.

Фирменный магазин Elica

Интернет-магазин elica-store.ru предлагает вашему вниманию оригинальную продукцию итальянской компании Elica с официальной гарантией от производителя. На страничках сайта представлены вытяжки всех существующих форм-факторов, сменные фильтры к ним, а также комбинированные устройства 2-в-1, которые сочетают все преимущества современных воздухоочистителей и экономичного индукционного нагрева.

Для заказа понравившейся модели достаточно оформить заявку OnLine через корзину сайта – наши менеджеры свяжутся с вами в телефонном режиме для уточнения всех деталей сделки. Магазин предоставляет услугу курьерской доставки заказанного кухонного оборудования по Москве и Московской области, а также по Санкт-Петербургу и Ленинградской области. Техника в другие регионы отправляется независимой транспортной компанией на выбор покупателя.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector