תכונה של מנועים חשמליים סינכרוניים היא שלשטף המגנטי ולרוטור יש אותה מהירות סיבוב. מסיבה זו, הרוטור של מנוע חשמלי אינו משנה את מהירותו כאשר העומס גדל. יש פיתול על הרוטור שיוצר שדה מגנטי.
לפעמים נעשה שימוש במגנטים קבועים רבי עוצמה. בדרך כלל במכונות סינכרוניות יש כמה פיתולים על הרוטור כמו שיש על הסטטור. אז מסתבר שהוא משווה את מהירות הסיבוב של השטף המגנטי והרוטור. העומס שמחובר למנוע אינו משפיע כלל על המהירות.
עיצוב מנוע חשמלי
התקן של מנוע סינכרוני מורכב מהרכיבים הבאים:
- החלק הקבוע הוא הסטטור, עליו ממוקמות הפיתולים.
- רוטור נייד, הנקרא לפעמים משרן או אבזור.
- כריכה קדמית ואחורית.
- מיסבים רכובים על הרוטור.
יש רווח פנוי בין אבזור לסטטור. פיתולים מונחים בחריצים, הם מחוברים פנימהכוכב. ברגע שמופעל מתח על המנוע, זרם מתחיל לזרום דרך פיתול האבזור. שדה מגנטי נוצר סביב המשרן. אבל גם הסטטור נמרץ. וכאן נכנס השטף המגנטי. שדות אלו מוסטים זה מזה.
איך עובד מנוע סינכרוני
במכונות סינכרוניות, האלקטרומגנטים על הסטטור הם קטבים, מכיוון שהם פועלים על זרם ישר. בסך הכל, ישנן שתי סכמות שבאמצעותן פיתולי הסטטור מחוברים:
- Salifole.
- קוטב מרומז.
על מנת להפחית את ההתנגדות המגנטית ולייעל את תנאי המעבר של השדה, משתמשים בליבות העשויות מפרומגנטים. הם זמינים גם בסטטור וגם ברוטור.
הם עשויים מדרגות מיוחדות של פלדה חשמלית, המכילה כמות עצומה של אלמנט כמו סיליקון. בכך ניתן להפחית משמעותית את זרם המערבולת, וכן להגביר את ההתנגדות החשמלית של המתכת.
הפעולה של מנועים חשמליים סינכרוניים מבוססת על האינטראקציה של עמודי הסטטור והרוטור. בעת התנעה, הוא מאיץ למהירות הזרימה. בתנאים כאלה המנוע החשמלי פועל במצב סינכרוני.
שיטת התנעה עם מנוע חשמלי עזר
בעבר השתמשו במנועי התנעה מיוחדים, שחוברו למנוע באמצעות מכשירים מכניים (הנעת רצועה, שרשרת וכו'). במהלך ההתנעה, הרוטור החל להסתובב ובהדרגה האצה,הגיע למהירות הסינכרונית. לאחר מכן, המנוע עצמו החל לעבוד. זה בדיוק עיקרון הפעולה של מנוע סינכרוני, ללא קשר לעיצוב ויצרן.
תנאי מוקדם הוא שלמנוע ההתנעה חייב להיות הספק של כ-15% מזה של המנוע המואץ. כוח זה מספיק כדי להפעיל כל מנוע סינכרוני, גם אם מחובר אליו עומס קטן. שיטה זו די מסובכת, ועלות הציוד כולו גדלה מאוד.
שיטת השקה מודרנית
עיצובים מודרניים של מנועים סינכרוניים אינם מצוידים במעגלי אוברקלוקינג כאלה. נעשה שימוש במערכת טריגר אחרת. בערך בדרך זו המכונה הסינכרונית מופעלת:
- בעזרת ריאוסטט, פיתולי הרוטור נסגרים. כתוצאה מכך, האבזור הופך לקצר, כמו במנועי אינדוקציה פשוטים.
- לרוטור יש גם פיתול של כלוב סנאי שמרגיע ומונע מהאבזור להתנדנד במהלך הסנכרון.
- ברגע שהאבזור מגיע למהירות הסיבוב המינימלית שלו, זרם ישר מחובר לפיתולים שלו.
- אם משתמשים במגנטים קבועים, יש להשתמש במנועי התנעה חיצוניים.
ישנם מנועים חשמליים סינכרוניים קריוגניים המשתמשים בעיצוב מסוג הפוך. פיתולי העירור עשוייםחומרים מוליכים על.
היתרונות של מכונות סינכרוניות
למנועים אסינכרוניים וסינכרונים יש עיצובים דומים מאוד, אבל עדיין יש הבדלים. באחרון יש יתרון ברור בכך שהעירור מתרחש ממקור זרם ישר. במקרה זה, המנוע יכול לפעול במקדם הספק גבוה מאוד. ישנם גם יתרונות אחרים של מנועים סינכרוניים:
- הם עובדים בקצב מנופח. זה מאפשר לך להפחית את צריכת החשמל, וגם מקטין משמעותית את הפסדי הזרם. היעילות של מכונה סינכרונית תהיה הרבה יותר גבוהה מזו של מנוע אסינכרוני עם אותו הספק.
- מומנט תלוי ישירות במתח ברשת החשמל. גם אם המתח ברשת יורד, הכוח יישאר.
אבל עדיין, משתמשים במכונות אסינכרוניות לעתים קרובות יותר מאשר בסינכרוניות. העובדה היא שיש להם אמינות רבה, עיצוב פשוט, אינם דורשים תחזוקה נוספת.
חסרונות של מנועים סינכרוניים
מסתבר שלמכונות סינכרוניות יש הרבה יותר חסרונות. הנה רק העיקריים שבהם:
- המעגל של מנוע סינכרוני הוא מורכב למדי, הוא מורכב ממספר רב של אלמנטים. מסיבה זו עלות המכשיר גבוהה מאוד.
- הקפד להשתמש במקור קבוע כדי להפעיל את המשרןנוֹכְחִי. זה מסבך מאוד את כל הבנייה.
- ההליך להתנעת מנוע חשמלי הוא די מסובך מאשר עבור מכונות אסינכרוניות.
- אפשר לכוונן את מהירות הרוטור רק באמצעות ממירי תדרים.
באופן כללי, היתרונות עולים משמעותית על החסרונות של מנועים סינכרוניים. מסיבה זו, הם משמשים לעתים קרובות מאוד כאשר יש צורך לנהל תהליך ייצור מתמשך, שבו אין צורך לעצור ולהפעיל את הציוד לעתים קרובות. ניתן למצוא מכונות סינכרוניות בטחנות, מגרסות, משאבות, מדחסים. לעתים רחוקות הם נכבים, הם עובדים כמעט ללא הרף. באמצעות שימוש במנועים כאלה, ניתן להשיג חיסכון משמעותי באנרגיה.
