Rozdíl mezi synchronním a asynchronním motorem – Výstava – Teamwork Global Group Limited

Princip činnosti indukčního motoru (indukčního motoru) spočívá ve generování indukovaného proudu v rotoru v důsledku rotujícího magnetického pole statoru, vytvářejícího elektromagnetický moment, přičemž magnetické pole není generováno přímo v rotoru. Proto musí být rychlost otáčení rotoru menší než synchronní rychlost (není tam takový rozdíl, to znamená rychlost skluzu, není zde indukovaný proud rotoru), proto se nazývá indukční motor: a rotor synchronního motoru sám generuje magnetické pole pevného směru (pomocí permanentního magnetu nebo je generován stejnosměrný proud Rotační magnetické pole statoru “táhne” magnetické pole rotoru (rotoru) k otáčení, takže otáčky rotoru musí být rovna synchronní rychlosti, které se také říká synchronní. motor.

Když se používají jako elektromotor, většina z nich používá indukční stroje; generátory jsou všechny synchronní stroje. Rozdíl mezi synchronním motorem a asynchronním motorem:

Když třífázový střídavý proud prochází vinutím určité struktury, objeví se rotující magnetické pole. Vlivem rotujícího magnetického pole se rotor otáčí spolu s rotujícím magnetickým polem. Pokud je rychlost rotoru přesně stejná jako rotující magnetické pole, jedná se o synchronní motor; pokud jsou otáčky rotoru menší než rychlost magnetického pole, to znamená, že nejsou synchronizované, jedná se o asynchronní motor. Indukční motor má jednoduchou konstrukci a je široce používán. Synchronní motor vyžaduje, aby měl rotor pevný magnetický pól (permanentní magnet nebo elektromagnetický), jako je alternátor a střídavý synchronní motor. Rychlost statoru je menší než rychlost otáčení rotujícího magnetického pole, a proto se nazývá indukční motor. Je to v podstatě stejné jako indukční motor.

c=(ns – n) / ns. s je koeficient skluzu, ns je rychlost magnetického pole, n je rychlost rotoru.

(1) Když je třífázový indukční motor připojen k třífázovému střídavému zdroji, proudí třífázové vinutí statoru působením třífázové magnetomotorické síly (rotační magnetomotorické síly statoru) generované třífázovým symetrickým proudu a vytváří rotující magnetické pole.

(2) Rotující magnetické pole má relativní řezný pohyb s vodičem rotoru a podle principu elektromagnetické indukce vodič rotoru vytváří indukovanou elektromotorickou sílu a generuje indukovaný proud.

(3) Podle zákona elektromagnetické síly je vodič rotoru s proudem vystaven elektromagnetické síle v magnetickém poli, aby se vytvořil elektromagnetický moment, který způsobí rotaci rotoru. Když je hřídel motoru mechanicky zatížena, vydává mechanickou energii směrem ven.

Výhody: jednoduchý design, pohodlná výroba, nízká cena a snadné použití.

Nevýhody: Zpoždění účiníku, malý účiník světelné zátěže, o něco horší výkon regulace otáček. Používá se hlavně pro elektromotory, generátory se vůbec nevyrábějí!

Indukční motor je střídavý motor, u kterého není poměr rychlosti zátěže k frekvenci připojené sítě konstantní. Indukční motory zahrnují indukční motory, indukční motory s dvojitým napájením a kartáčované střídavé motory. Nejpoužívanější jsou indukční motory a obecně jsou indukční motory indukční motory, což nezpůsobuje nedorozumění nebo zmatek.

Statorové vinutí běžného asynchronního motoru je připojeno na střídavou síť a vinutí rotoru nevyžaduje připojení k jiným zdrojům energie. Proto má výhody jednoduché konstrukce, pohodlné výroby, použití a údržby, spolehlivého výkonu, nízké kvality a nízkých nákladů. Indukční motory mají vyšší provozní účinnost a lepší výkon a jsou blízko provozu s konstantní rychlostí od chodu naprázdno do plného zatížení, což může splnit požadavky na převody většiny průmyslových a zemědělských strojů. Indukční motory lze také snadno generovat různá schémata ochrany, aby vyhovovaly různým podmínkám prostředí. Když běží indukční motor, musí být jalový výkon odebírán ze sítě, aby se snížil účiník sítě. Proto se synchronní motory často používají k pohonu vysoce výkonných, nízkorychlostních mechanických zařízení, jako jsou kulové mlýny a kompresory. Protože rychlost indukčního motoru má určitý rozdíl v rychlosti otáčení s rotujícím magnetickým polem, účinnost řízení rychlosti je špatná (s výjimkou střídavého kartáčovaného motoru). Stejnosměrné motory jsou ekonomické a vhodné pro použití v dopravních prostředcích, válcovnách, velkých obráběcích strojích, tiskařských, barvících a papírenských zařízeních, které vyžadují široký a plynulý rozsah otáček. S rozvojem vysoce výkonných elektronických zařízení a systémů řízení rychlosti střídavého proudu jsou však výkon a ekonomika řízení rychlosti indukčních motorů, které jsou nyní vhodné pro širokou škálu aplikací řízení rychlosti, srovnatelné se stejnosměrnými motory.

Synchronní motory, stejně jako indukční motory, jsou konvenční střídavý motor. Charakteristika: v ustáleném stavu je mezi otáčkami rotoru a frekvencí sítě konstantní vztah n=ns=60f/p, ns se nazývá synchronní otáčky. Pokud je frekvence sítě konstantní, jsou otáčky synchronního motoru v ustáleném stavu konstantní a nezávisí na velikosti zátěže.

Co jsou synchronní a asynchronní motory?

Pro začátek je třeba jasně definovat dvě nastavení:

1. Synchronní motor je elektrický stroj, který pracuje na střídavý proud. Jeho hlavní vlastností je přímá synchronizace frekvence proudu, který dodává energii, s ustáleným stavem otáčení hřídele.

2. Asynchronní motor pracuje také na střídavý proud. Jeho hlavní rozdíl oproti synchronnímu motoru spočívá v tom, že frekvence, s níž se rotor otáčí, se nerovná frekvenci otáčení magnetického pole.

Ačkoli jsou si tedy tyto dva motory podobné vzhledem a plní funkci přeměny elektrické energie na mechanickou, jejich technické rozdíly jsou zásadní.

Návrhové prvky

Asynchronní a synchronní motory mají mnoho podobných konstrukčních prvků. Patří mezi ně stator, rotor, induktor, samotná skříň a další. Kromě podobností však mají i zásadní rozdíly. Ty jsou spojeny především s vlastnostmi pohybu kotvy vzhledem k pohybu magnetického toku induktoru.

Protože asynchronní a synchronní motory jsou prakticky nerozeznatelné, je obtížné vizuálně určit, který stroj se nachází poblíž.

Důležité! Jediné, na co se můžete zaměřit, je, zda má jednotka chladicí žebra. Díky nim se mechanismus ani při dlouhodobém nepřetržitém provozu kriticky nepřehřívá a zachovává si všechny své funkční vlastnosti.

Pokud jde o strukturální vlastnosti instalací, lze samostatně zdůraznit následující:

1. Přítomnost magnetických pólů v synchronním motoru. Jsou jasně viditelné.

2. Použití různých metod zatěžování kotevního obvodu. Pokud mluvíme o synchronním motoru, pak se v jeho případě používá nezávislá metoda pro přenos proudového zatížení. U asynchronních motorů se tento proces provádí pomocí induktoru.

3. Vytvoření elektrického obvodu rotoru se také provádí použitím zásadně odlišných komponentů v mechanismu. U asynchronních motorů k tomu dochází díky použití závitů řetězu nebo tyčí vyrobených z hliníku. U synchronních motorů se vytvoření obvodu rotoru provádí pomocí válcové kotvy a třífázového budicího vinutí.

Zde končí základní konstrukční rozdíly mezi asynchronními a synchronními motory.

Rozdíly v provozu motoru

Synchronní motor lze spustit pouze z elektrické sítě. Tento typ provozu je způsoben tím, že rotorová jednotka má poměrně vysokou setrvačnost. Navíc je extrémně vysoká i rychlost otáčení magnetického pole.

Z tohoto důvodu je pro zajištění provozu motoru technicky nutné pokaždé zvýšit rychlost otáčení kotvy na parametry, které má výsledné magnetické pole.

U asynchronních motorů je princip otáčení rotorového bloku poněkud odlišný. Mechanismus je navržen tak, aby při běžícím motoru kotva vždy mírně zaostávala za magnetickým tokem.

Důležité! To má za následek situaci, kdy se rozdíl mezi rychlostí otáčení kotvy a rychlostí otáčení magnetického pole mění. Rozdíl v rychlosti se mění v závislosti na proudovém zatížení mechanismu.

Aplikace

Nyní bychom si měli ujasnit, jaký je rozsah použití asynchronních a synchronních motorů. První lze nazvat spolehlivějším. Důvodem je, že jeho konstrukce je poněkud jednodušší. Asynchronní motory aktivně používají běžní občané v domácnostech, stejně jako všechny druhy podniků při výrobě jakýchkoli produktů. Asynchronní motory jsou vybaveny mnoha různými pohony, které se nacházejí v:

· technicky složité zařízení určené pro výstavbu budov a staveb;

· systémy čištění větrání;

· systémy určené k zajištění zásobování budovy vodou a jejího následného odvádění;

· v těžkém průmyslu.

Pokud jde o synchronní motory, vzhledem k tomu, že jejich frekvence otáčení je vždy stabilní, lze tyto instalace použít k výrobě elektrických pohonů patřících do kategorií středního a vysokého výkonu.

Zároveň díky konstrukčním a funkčním vlastnostem motorů mohou pracovat konstantní rychlostí a po poměrně dlouhou dobu.

Důležité! Jednou z klíčových vlastností synchronního motoru je přítomnost předstihového účiníku při určitých parametrech budicího proudu. Právě tato vlastnost umožňuje efektivní využití mechanismu ke kompenzaci jalového výkonu dostupného ve výrobním zařízení.

Vzhledem k výše popsaným vlastnostem mechanismu lze s jistotou prohlásit, že jeho použití bude efektivní v následujících oblastech použití:

· v pohonech umístěných ve vysoce výkonných kompresorových jednotkách;

· během instalace větracích jednotek;

· při výstavbě čerpacích stanic a rozvoden;

· v energetickém sektoru, kde se podílejí na udržování stability sítě po vzniku nouzové situace.

Důležité! Oba typy pohonů (synchronní i asynchronní) lze nalézt v podnicích, jejichž struktura má hlubokou automatizaci technologických procesů.

Pozitivní a negativní vlastnosti

Synchronní a asynchronní mechanismy, stejně jako všechna jiná technicky složitá zařízení, mají řadu výhod a nevýhod. Stojí za to se podrobněji zabývat každým typem instalace.

Výhody a nevýhody synchronních motorů

Výhody synchronních motorů:

· instalace mohou efektivně fungovat jako generátory určené ke kompenzaci jalového výkonu;

· Účinnost jednotek je vysoká a v závislosti na modelu se pohybuje od 96 do 98 %;

· vzhledem k tomu, že konstrukce zahrnuje velké vzduchové mezery, lze ji nazvat extrémně spolehlivou;

· nedostatek citlivosti i na časté a prudké kolísání napětí v elektrické síti;

· je možné měnit parametry přetížení mechanismu – toho se dosahuje použitím různých proudových charakteristik.

Mezi zjevné nevýhody patří:

· složitá konstrukce instalace, která vyvolává vysoké výrobní náklady a v důsledku toho „vysokou cenu“ pro koncového spotřebitele;

· přítomnost některých obtíží při startování motoru – jsou spojeny s nemožností přímého připojení k jednotce;

· přítomnost mnoha omezení při používání, a to v důsledku funkčních vlastností instalace.

Výhody a nevýhody asynchronních motorů

· vysoká spolehlivost konstrukce a tím i dlouhá životnost;

· energetická účinnost, která snižuje náklady na provádění prací, na kterých je instalace zapojena;

· relativně nízké náklady na instalaci;

· schopnost vykonávat širokou škálu úkolů;

· schopnost efektivně pracovat v jednofázových i třífázových sítích.

Mezi nevýhody takových instalací stojí za zmínku:

· vysoké zahřívání mechanismu při dlouhodobém nepřetržitém provozu – z tohoto důvodu je při vývoji asynchronního motoru nutné zvětšit plochu jeho pouzdra (toto opatření pomáhá pasivně snižovat zahřívání);

· nízká startovací účinnost;

· zvýšená reaktivita instalace;

· neschopnost fungovat při připojení k síti 220V;

· přítomnost vysokého proudového zatížení v okamžiku spuštění asynchronního motoru (v tomto případě lze vysokou hodnotu proudového zatížení udržet po dobu 10 s po spuštění jednotky).

Asynchronní a synchronní motory mají mnoho individuálních výhod a nevýhod. Ty je třeba vzít v úvahu při výběru elektrického stroje pro plnění konkrétního úkolu.