Madala võimsusega sünkroonmootorid

Automaatikasüsteemides kasutatavad väikese võimsusega sünkroonsed elektrimootorid (mikromootorid), erinevad kodumasinad, kellad, kaamerad jne.

Enamik väikese võimsusega sünkroonseid elektrimootoreid erinevad normaalse jõudlusega masinatest ainult rootori konstruktsiooni poolest, millel pole reeglina vastu surutud väljamähist, libisemisrõngaid ja harju.

Pöördemomendi tekitamiseks on rootor valmistatud kõvast magnetsulamist, millele järgneb ühekordne magnetiseerimine tugevas impulssmagnetväljas, mille tulemusena poolused säilitavad järgnevalt jääkmagnetiseerituse.

Pehme magnetmaterjali kasutamisel saab rootor spetsiaalse kuju, mis tagab selle magnetilisele südamikule erineva magnetilise takistuse radiaalsuunas.

Püsimagnetiga sünkroonmootoritel on kõvast magnetsulamist valmistatud silindriline kumer poolusrootor ja oravpuuriga käivitusmähis.

Käivitamisel töötab sünkroonmootor asünkroonmootorina ja selle esialgne pöördemoment tekib staatori pöörleva magnetvälja ja selle poolt lühises rootorimähises indutseeritud voolude koosmõjul. Kui mootor käivitatakse ergastatud olekus, indutseerib pöörleva rootori püsimagnetite magnetväli staatori mähises e. jne. v. muutuv sagedus ja see põhjustab voolusid, mille tõttu tekib pidurdusmoment.

Mootori võllile tekkiv pöördemoment määratakse mähise lühisest ja pidurdusefektist tulenevate momentide summaga, st mis sõltub libisemisest. Rootori kiirendamise ajal saavutab see pöördemoment minimaalse väärtuse, mis käivitusmähise õige valiku korral peaks olema suurem kui nimimoment.

Kui kiirus läheneb sünkroonsele, tõmbub rootor püsimagnetivälja ja staatori pöörleva magnetvälja vastasmõju tulemusena sünkroonsusse ja pöörleb seejärel sünkroonse kiirusega.

Püsimagnetiga sünkroonmootori töö erineb vähe keritud sünkroonmootori tööst.

Sünkroontakistusmootoritel on väljapaistva pooluse rootor, mis on valmistatud pehmest magnetmaterjalist, millel on õõnsused või pilud, seega on selle magnettakistus radiaalsuunas erinev. Õõnesrootor koosneb stantsitud elektriterasest lehtedest ja sellel on lühisega käivituspool. Seal on sarnaste õõnsustega tahkest ferromagnetilisest materjalist rootoreid.Sektsioonrootor koosneb alumiiniumist või muust diamagnetilisest materjalist valatud elektriterasest lehtedest, mis toimivad lühisemähisena.

Kui staatori mähis on sisse lülitatud, tekib pöörlev magnetväli ja mootor käivitub asünkroonselt. Pärast rootori kiirendamist sünkroonkiirusele, läheb see radiaalsuundade magnettakistuse erinevusest tingitud reaktiivmomendi toimel sünkroonsusse ja paikneb staatori pöörleva magnetvälja suhtes, nii et selle magnettakistus sellele väljale on kõige suurem - väikseim.

Tavaliselt toodetakse sünkroontakistusega mootoreid nimivõimsusega kuni 100 W ja mõnikord isegi suurema võimsusega, kui pööratakse erilist tähelepanu konstruktsiooni lihtsusele ja suuremale töökindlusele. Samade mõõtmete korral on sünkroontakistusmootorite nimivõimsus 2–3 korda väiksem püsimagnetitega sünkroonmootorite nimivõimsusest, kuid need on konstruktsioonilt lihtsamad, erinevad väiksema kulu poolest, nende nimivõimsustegur ei ületa 0,5 ja nimikasutegur on kuni 0,35 — 0,40.

Hüstereesi sünkroonmootoritel on kõva magnetsulamist rootor, millel on lai hüstereesi ahel… Selle kalli materjali säästmiseks on rootor valmistatud modulaarsest konstruktsioonist, mille puhul võll on kinnitatud ferro- või diamagnetilisest materjalist hülsi külge ja on tugevdatud täis- või õõnessilinder, mis on kokku pandud plaatidest, mis on kinnitatud lukustusrõngaga. see .Kõva magnetsulami kasutamine rootori valmistamisel toob kaasa asjaolu, et mootori töötamise ajal nihkuvad magnetilise induktsiooni jaotuslained staatori ja rootori pindadel üksteise suhtes teatud nurga all, nn. hüstereesi nurk, mis põhjustab rootori pöörlemisele suunatud hüstereesi pöördemomendi ilmnemist.

Püsimagnetiga sünkroonmootorite ja hüstereesiga sünkroonmootorite erinevus seisneb selles, et esimestes on rootor eelnevalt masina valmistamisel tugevas impulssmagnetväljas magnetiseeritud, teises aga staatori pöörleva magnetvälja toimel.

Sünkroonmootori hüstereesiga käivitamisel tekib tahke rootoriga masinates lisaks peamisele hüstereesimomendile rootori magnetahela pöörisvoolude tõttu asünkroonne pöördemoment, mis aitab kaasa rootori kiirendusele, selle sisenemisele sünkroonsusse ja edasine töötamine sünkroonsel kiirusel rootori konstantse nihkega staatori pöörleva magnetvälja suhtes nurga võrra, mille määrab masina võlli koormus.

Hüstereesi sünkroonmootorid töötavad nii sünkroon- kui asünkroonrežiimis, kuid viimasel juhul väikese libisemisega. Hüstereesiga sünkroonmootoreid eristab suur käivitusmoment, sujuv sünkroonsusse sisenemine, tühikäigurežiimilt lühisrežiimile üleminekul voolu kerge muutus 20–30%.

Nendel mootoritel on parem jõudlus kui sünkroonsetel reluktantsmootoritel, neid eristab disaini lihtsus, töökindlus ja vaikne töö, väiksus ja väike kaal.

Lühikese mähise puudumine põhjustab rootori võnkumist muutuva koormuse korral, mis põhjustab selle pöörlemise teatud ebaühtlust, mis piirab kuni 400 W nimivõimsusega tööstuslike ja kõrgendatud sagedustega masinate kasutusala. , nii ühe- kui kahekordse kiirusega.

Hüstereesi sünkroonmootorite nimivõimsustegur ei ületa 0,5 ja nimitõhusus ulatub 0,65-ni.

Reluktantshüstereesiga sünkroonmootoritel on väljaulatuva poolusega staator, mille mähis asub magnetsüdamikul, mis on kokku pandud kahest sümmeetrilisest elektrilise teraslehe kimbust, mille ühenduskoht on pooli raami sees. Magnetahelas on kaks pikisuunalise soonega võrdseteks osadeks lõigatud poolust, millest ühel on mõlemal poolusel lühistatud pöörded. Nende pooluste vahel on rootor, mis koosneb mitmest karastatud magnetilisest kõvast terasest õhukest sillatud rõngast, mis on paigaldatud käigukastiga ühendatud rihmarattale, mis vähendab väljundvõlli kiirust mõnesaja või mõnekümne pöördeni minutis.

Staatori mähise sisselülitamisel tekib lühistatud pöörete tõttu pooluste varjestamata ja varjestatud osade magnetvoogude vahel ajas faasinihe, mis viib tekkiva pöörleva magnetvälja ergastumiseni. See rootoriga interakteeruv väli aitab kaasa asünkroonsete ja hüstereesi pöördemomentide ilmnemisele, põhjustades rootori kiirenduse, mis sünkroonse kiiruse saavutamisel reaktiiv- ja hüstereesi pöördemomentide mõjul sünkroonsusse ja pöörleb pöördemomendist väljuvas suunas. varjestamata osa varjestatud osa külge, kus lühis pöördub.

Mul on pöördmootorid, lühise asemel kasutatakse nelja mähist, mis asuvad iga poolitatud pooluse kahel osal ja rootori aktsepteeritud pöörlemissuuna jaoks lühistatakse vastav mähiste paar.

Reaktiivhüstereesiga sünkroonmootorid on suhteliselt suurte mõõtmete ja kaaluga, nende nimivõimsus ei ületa 12 μW, nad töötavad väga väikese võimsusteguriga ja nende nimikasutegur ei ületa 0,01.

Sünkroonsed samm-mootorid juhivad elektrilised impulsid teisendatakse määratud pöördenurgaks, mis on rakendatud diskreetselt. Neil on staator, mille magnetahelal on kaks või kolm identset ruumiliselt nihutatud mähist, mis on järjestikku ühendatud elektrienergia allikaga ristkülikukujuliste impulsside kujul reguleeritav sagedus. Vooluimpulsside mõjul magnetiseeritakse staatori poolused vastavalt muutuva polaarsusega. Staatori mähiste voolude suuna muutumine toob kaasa pooluste magnetiseerimise vastava ümberpööramise ja uue vastupidise polaarsuse tekkimise.

Sammmootorite silmapaistva pooluse rootor võib olla aktiivne ja reaktiivne. Aktiivsel rootoril on alalisvooluvälja mähis, libisemisrõngad ja harjad või vahelduva polaarsusega püsimagnetite süsteem ning reaktiivrootor on teostatud ilma väljamähiseta.

Sammmootori rootori pooluste arv on pool staatori pooluste arvust. Iga staatori mähiste ümberlülitamine pöörab tekkivat masina magnetvälja ja paneb rootori sünkroonselt ühe sammu võrra liikuma.Rootori pöörlemissuund sõltub vastavale staatorimähisele antud impulsi polaarsusest.

Loe ka: Selsyns: eesmärk, seade, tegevuspõhimõte