במה שונים מנועי אינדוקציה ממנועים סינכרוניים?

במאמר זה, נבחן את ההבדלים העיקריים בין מנועים חשמליים סינכרוניים למנועי אינדוקציה, כך שכל מי שקורא שורות אלה יוכל להבין בבירור את ההבדלים הללו.

מנועים אסינכרוניים נפוצים יותר כיום, אך במצבים מסוימים מנועים סינכרוניים מתאימים יותר, יעילים יותר לפתרון בעיות תעשייתיות וייצור ספציפיות, על כך נדון להלן.

ראשית, נזכיר מהו מנוע חשמלי. מנוע חשמלי נקראת מכונה חשמלית, שנועדה להמיר אנרגיה חשמלית לאנרגיה מכנית של סיבוב הרוטור ומשמשת כהנעה למנגנון כלשהו, ​​למשל, להנעת מנוף או משאבה.

עוד בבית הספר, אמרו לכולם והראו איך שני מגנטים דוחים מהקטבים בעלי אותו השם, ומהקטבים ההפוכים - הם מושכים. זה מגנטים קבועים... אבל יש גם מגנטים משתנים. כולם זוכרים ציור עם מסגרת מוליכה הממוקמת בין הקטבים של מגנט קבוע בצורת פרסה.

מסגרת הממוקמת אופקית, אם זורם דרכה זרם ישר, תהפוך לשדה המגנטי של מגנט קבוע בפעולת זוג כוחות (חוזק אמפר) עד שמגיעים לשיווי משקל זקוף.

אם לאחר מכן מועבר זרם ישר דרך המסגרת בכיוון ההפוך, המסגרת תסתובב עוד יותר. כתוצאה מאספקה ​​מתחלפת כזו של המסגרת עם זרם ישר בכיוון זה או אחר, מושגת סיבוב מתמשך של המסגרת. המסגרת כאן היא אנלוגי של מגנט משתנה.

הדוגמה לעיל עם מסגרת מסתובבת בצורתה הפשוטה ביותר מדגימה את עקרון הפעולה של מנוע חשמלי סינכרוני. לכל מנוע סינכרוני רוטור יש פיתולי שדה המסופקים עם זרם ישר היוצר את השדה המגנטי של הרוטור. הסטטור של מנוע חשמלי סינכרוני מכיל פיתול סטטור היוצר את השדה המגנטי של הסטטור.

כאשר מופעל זרם חילופין על פיתול הסטטור, הרוטור יסתובב בתדר המקביל לתדירות הזרם בפיתול הסטטור. מהירות הרוטור תהיה סינכרונית עם תדירות זרם מתפתל הסטטור, ולכן מנוע חשמלי כזה נקרא סינכרוני. השדה המגנטי של הרוטור נוצר על ידי הזרם, לא מושרה על ידי שדה הסטטור, כך שהמנוע הסינכרוני מסוגל לשמור על מהירות מדורגת סינכרונית ללא קשר להספק העומס, כמובן בגבולות סבירים.

מנוע אינדוקציה, בתורו, שונה ממנוע סינכרוני. אם נזכור את התמונה בפריים והפריים פשוט קצר, אז כשהמגנט מסתובב סביב הפריים, הזרם המושרה בפריים יצור שדה מגנטי על הפריים והפריים ינסה להדביק את מַגנֵט.

מהירות המסגרת בעומס מכני תמיד תהיה פחותה ממהירות המגנט ולכן התדר לא יהיה סינכרוני. דוגמה פשוטה זו מדגימה כיצד פועל מנוע אינדוקציה.

במנוע חשמלי אסינכרוני, השדה המגנטי המסתובב נוצר על ידי זרם חילופין של מתפתל הסטטור הממוקם בערוצים שלו. לרוטור של מנוע אינדוקציה טיפוסי אין פיתולים ככזה, במקום זאת יש לו מוטות קצרים (רוטור סנאי), רוטור כזה נקרא רוטור סנאי. ישנם גם מנועי אינדוקציה של רוטור פאזה, כאשר הרוטור מכיל פיתולים, ההתנגדות והזרם בהם ניתנים לשליטה באמצעות ריאוסטט.

אז מה ההבדל העיקרי בין מנוע אינדוקציה למנוע סינכרוני? כלפי חוץ הם דומים, לפעמים אפילו מומחה לא יבחין בין מנוע חשמלי סינכרוני לבין אסינכרוני על ידי מאפיינים חיצוניים. ההבדל העיקרי טמון בעיצוב הרוטורים. הרוטור של מנוע האינדוקציה אינו מסופק עם זרם, והקטבים עליו מושרים על ידי השדה המגנטי של הסטטור.

לרוטור של מנוע סינכרוני יש סלילה שדה מונעת באופן עצמאי. הסטטורים של מנוע סינכרוני וא-סינכרוני מסודרים באותו אופן, הפונקציה בכל מקרה זהה - ליצור שדה מגנטי מסתובב על הסטטור.

המהירות של מנוע אינדוקציה בעומס תמיד מפגרת אחרי סיבוב השדה המגנטי של הסטטור בכמות ההחלקה, בעוד שמהירות המנוע הסינכרוני שווה בתדירות ל"סיבוב" השדה המגנטי של הסטטור, לכן, אם מהירות היא להיות קבועה תחת עומסים שונים , עדיף לבחור מנוע סינכרוני, למשל ב כונן הגזירה הגיליוטינה מתאימה ביותר למשימתה על ידי מנוע סינכרוני חזק.

תחום היישום של מנועים אסינכרוניים כיום הוא רחב מאוד. מדובר בכל מיני מכונות, מסועים, מאווררים, משאבות - כל אותו ציוד שבו העומס יציב יחסית או הפחתת מהירות העומס אינה קריטית לתהליך העבודה.

כמה מדחסים ומשאבות דורשים מהירות קבועה בכל עומס; מנועים סינכרוניים מותקנים על ציוד כזה.

מנועים סינכרוניים יקרים יותר לייצור מנועים אסינכרוניים, כך שאם יש ברירה והפחתה קלה במהירות בעומס אינה קריטית, הם רוכשים מנוע אסינכרוני.

מנועים חשמליים סינכרוניים נמצאים בשימוש נרחב בכוננים חשמליים שאינם דורשים בקרת מהירות. בהשוואה למנועים אסינכרוניים, יש להם מספר יתרונות:

• יעילות גבוהה יותר;

• האפשרות לייצר מנועים בעלי מהירות סיבוב נמוכה, המאפשרת לנטוש גלגלי ביניים בין המנוע למכונה הפועלת;

• מהירות המנוע אינה תלויה בעומס הציר שלו;

• האפשרות להשתמש בכוח תגובתי כמכשירי פיצוי.

מנועים חשמליים סינכרוניים יכולים להיות צרכנים וגנרטורים כוח תגובתי... האופי והערך של הכוח התגובתי של מנוע סינכרוני תלוי בגודל הזרם בפיתול השדה. התלות של הזרם בפיתול המספק מתח לרשת החשמל בזרם העירור נקראת המאפיין בצורת U של מנוע סינכרוני. בעומס גל מנוע של 100%, שלה קוסינוס פי שווה 1. במקרה זה, המנוע החשמלי אינו צורך כוח תגובתי מרשת החשמל. במקרה זה, לזרם בפיתול הסטטור יש ערך מינימלי.