מנועים סינכרוניים בהספק נמוך
מנועים חשמליים סינכרוניים בעלי הספק נמוך (מיקרו-מנועים) המשמשים במערכות אוטומציה, מכשירי חשמל ביתיים שונים, שעונים, מצלמות וכו'.
רוב המנועים החשמליים הסינכרוניים בעלי הספק נמוך נבדלים ממכונות בעלות ביצועים רגילים רק בעיצוב הרוטור, אשר, ככלל, אין לו מתפתל שדה, טבעות החלקה ומברשות שנלחצו עליהם.
ליצירת מומנט, הרוטור עשוי מסגסוגת מגנטית קשיחה, ולאחריה מגנטיזציה בודדת בשדה מגנטי פועם חזק, וכתוצאה מכך הקטבים שומרים לאחר מכן על מגנטיות שיורית.
כאשר נעשה שימוש בחומר מגנטי רך, הרוטור מקבל צורה מיוחדת המספקת התנגדות מגנטית שונה לליבה המגנטית שלו בכיוונים רדיאליים.
בזמן ההתנעה המנוע הסינכרוני פועל כמנוע אינדוקציה, והמומנט הראשוני שלו נוצר עקב האינטראקציה של השדה המגנטי המסתובב של הסטטור עם הזרמים המושרים ממנו בפיתול הרוטור המקצר. כאשר המנוע מופעל במצב נרגש, השדה המגנטי של המגנטים הקבועים של הרוטור המסתובב גורם ל-e בפיתול הסטטור. וכו ' v. תדר משתנה וזה גורם לזרמים שבגללם נוצר מומנט בלימה.
המומנט המתקבל על ציר המנוע נקבע על ידי סכום המומנטים הנובעים מהקצר של הפיתול ואפקט הבלימה, כלומר תלוי בהחלקה. במהלך האצת הרוטור, מומנט זה מגיע לערך מינימלי, אשר, בבחירה נכונה של פיתול ההתחלה, צריך להיות גדול מהמומנט הנומינלי.
כאשר המהירות מתקרבת לסינכרונית, הרוטור, כתוצאה מהאינטראקציה של שדה המגנטים הקבועים עם השדה המגנטי המסתובב של הסטטור, נמשך לסינכרון ואז מסתובב במהירות סינכרונית.
פעולתו של מנוע סינכרוני מגנט קבוע שונה מעט מזו של מנוע סינכרוני פצוע.
למנועי התנגדות סינכרונית יש רוטור קוטב בולט העשוי מחומר מגנטי רך עם חללים או חריצים, ולכן ההתנגדות המגנטית שלו בכיוונים רדיאליים שונה. הרוטור החלול מורכב מיריעות חותמות של פלדה חשמלית ובעל סליל התנעה קצר. ישנם רוטורים העשויים מחומר פרומגנטי מוצק עם חללים דומים.הרוטור החתך מורכב מיריעות פלדה חשמלית יצוקה עם אלומיניום או חומר דיאמגנטי אחר, הפועל כפתלת קצר חשמלית.
כאשר פיתול הסטטור מופעל, שדה מגנטי מסתובב מסתובב והמנוע מופעל באופן אסינכרוני. לאחר השלמת האצת הרוטור למהירות הסינכרונית, תחת פעולת המומנט התגובתי עקב ההבדל בהתנגדות המגנטית בכיוונים הרדיאליים, הוא נכנס לסינכרון וממוקם ביחס לשדה המגנטי המסתובב של הסטטור, כך ההתנגדות המגנטית שלו לשדה זה היא הגבוהה ביותר - הקטנה.
בדרך כלל, מנועי התנגדות סינכרונית מיוצרים עם הספק מדורג של עד 100 וואט, ולפעמים אפילו גבוה יותר אם הם מייחסים חשיבות מיוחדת לפשטות התכנון ולאמינות מוגברת. עם אותם ממדים, ההספק הנקוב של מנועי התנגדות סינכרוניים קטן פי 2 - 3 מההספק הנקוב של מנועים סינכרוניים מגנט קבוע, אך הם פשוטים יותר בעיצובם, נבדלים בעלות נמוכה יותר, מקדם ההספק המדורג שלהם אינו עולה על 0.5 ו- יעילות נומינלית היא עד 0.35 - 0.40.
למנועים סינכרוניים היסטרזה יש רוטור סגסוגת מגנטי קשיח עם רחב מעגל היסטרזה... כדי לחסוך בחומר היקר הזה, הרוטור עשוי מקונסטרוקציה מודולרית, שבה הציר מחובר לשרוול העשוי מחומר ברזל או דיאמגנטי, והוא צילינדר מוצק או חלול מחוזק המורכב מלוחות מהודקים עם טבעת נעילה על זה .השימוש בסגסוגת מגנטית קשיחה לייצור הרוטור מוביל לכך שכאשר המנוע פועל, גלי חלוקת האינדוקציה המגנטית על פני השטח של הסטטור והרוטור מוזזים זה לזה בזווית מסוימת, הנקראת זווית ההיסטרזיס, הגורמת להופעת מומנט היסטרזה, המכוון לסיבוב הרוטור.
ההבדל בין מנועים סינכרוניים מגנט קבוע לבין מנועים סינכרוניים היסטריים הוא שבראשונים הרוטור ממוגנט מראש בשדה מגנטי פועם חזק במהלך ייצור המכונה, ובשני הוא ממוגנט על ידי השדה המגנטי המסתובב של הסטטור.
בעת הפעלת מנוע סינכרוני עם היסטרזיס, בנוסף לרגע ההיסטרזיס העיקרי במכונות עם רוטור מוצק, נוצר מומנט אסינכרוני עקב זרמי מערבולת במעגל המגנטי של הרוטור, התורם להאצת הרוטור, כניסתו לסינכרון ו פעולה נוספת במהירות סינכרונית עם תזוזה קבועה של הרוטור ביחס לשדה המגנטי המסתובב של הסטטור בזווית שנקבעת על ידי העומס על פיר המכונה.
מנועים סינכרוניים בהיסטרזיס פועלים הן במצב סינכרוני והן במצב אסינכרוני, אך במקרה האחרון עם החלקה נמוכה. מנועים סינכרוניים עם היסטרזיס נבדלים על ידי מומנט התחלתי גדול, כניסה חלקה לסינכרון, שינוי קל בזרם בתוך 20-30% במהלך המעבר ממצב סרק למצב קצר.
למנועים אלה יש ביצועים טובים יותר מאשר למנועי סרבנות סינכרונית, נבדלים בפשטות העיצוב, האמינות והפעולה השקטה, גודל קטן ומשקל נמוך.
היעדר פיתול קצר גורם לתנודה של הרוטור בעומס משתנה, מה שמוביל לאי אחידות מסוימת בסיבוב שלו, מה שמגביל את טווח היישומים של מכונות המיוצרות בהספק נקוב של עד 400 W לתדרים תעשייתיים ומוגברים. , גם מהירויות בודדות וגם כפולות.
גורם ההספק המדורג של מנועים סינכרוניים בהיסטרזיס אינו עולה על 0.5, והיעילות המדורגת מגיעה ל-0.65.
בעת הפעלת פיתול הסטטור, עקב הסיבובים הקצרים, נוצרת הזזת פאזה בזמן בין השטפים המגנטיים של החלקים הלא מסוככים והמסוככים של הקטבים, מה שמוביל לעירור השדה המגנטי המסתובב שנוצר. שדה זה המקיים אינטראקציה עם הרוטור תורם להופעת מומנטים אסינכרוניים והיסטרזיים, הגורם להאצת הרוטור, אשר בהגיעו למהירות הסינכרונית, בהשפעת מומנטים ריאקטיביים והיסטרזיים, נכנס לסינכרון ומסתובב בכיוון חלק לא מסוכך של המוט לחלקו הממוגן שבו הקצר מסתובב.
יש לי מנועים הפיכים, במקום לקצר משתמשים בארבע פיתולים הממוקמים על שני החלקים של כל קוטב מפוצל, ולמען כיוון הסיבוב המקובל של הרוטור, זוג הפיתולים המקביל מקוצר.
למנועי סינכרוני היסטרזיס תגובתי מימדים ומשקל גדולים יחסית, ההספק הנומינלי שלהם אינו עולה על 12 μW, הם פועלים במקדם הספק נמוך מאוד, והיעילות הנומינלית שלהם אינה עולה על 0.01.
מנועי צעד סינכרוניים שולטים בדחפים חשמליים מומרים לזווית סיבוב מוגדרת, המיושמת באופן דיסקרטי. יש להם סטטור, שעל המעגל המגנטי שלו ישנם שניים או שלושה סלילים זהים בתזוזה מרחבית המחוברים בסדרה למקור אנרגיה חשמלית בצורה של פולסים מלבניים תדר מתכוונן. בהשפעת פולסי זרם, הקטבים של הסטטור ממוגנטים בהתאמה עם קוטביות משתנה. השינוי בכיוון הזרמים בפיתולי הסטטור מביא להיפוך מקביל של מגנטיזציה של הקטבים ולביסוס קוטביות הפוכה חדשה.
רוטור הקוטב הבולט של מנועי צעד יכול להיות פעיל ותגובתי. לרוטור פעיל יש סליל שדה זרם ישר, טבעות החלקה ומברשות או מערכת של מגנטים קבועים עם קוטביות מתחלפת, ורוטור תגובתי מיושם ללא סליל שדה.
מספר הקטבים על הרוטור של מנוע צעד הוא מחצית ממספר הקטבים על הסטטור. כל מיתוג של פיתולי הסטטור מסובב את השדה המגנטי שנוצר של המכונה וגורם לרוטור לנוע באופן סינכרוני בצעד אחד.כיוון הסיבוב של הרוטור תלוי בקוטביות של הדופק המופעל על פיתול הסטטור המתאים.