Suvremeni sinkroni mlazni motori

Princip rada sinkronog mlaznog motora

U sinkronim mlaznim motorima princip stvaranja zakretnog momenta rotora pomalo se razlikuje od asinkronih i tradicionalnih sinkronih motora. Ovdje je odlučujuća uloga dodijeljena samoj jezgri rotora.

Rotor mlaznog sinkronog motora nema namotaja, čak ni na njemu nema kratkog spoja. Umjesto toga, jezgra rotora je magnetska vodljivost izrazito heterogena: magnetska vodljivost duž rotora razlikuje se od magnetske provodljivosti. Zahvaljujući ovom neobičnom pristupu, ne postoje potrebe za namotima rotora niti stalnim magnetima na njemu.

Što se tiče statora, namota statora mlaznog sinkronog motora može se koncentrirati ili rasporediti, dok jezgra i kućište statora ostaju normalni. Čitava značajka je u visoko heterogenoj jezgri rotora.

Tri glavne vrste rotora karakteristične su za sinkrone mlazne motore: poprečno slojeviti rotor, rotor s izrazitim polovima i aksijalno stratificirani rotor.

Fizika procesa je sljedeća. Namotima statora dovodi se izmjenična struja i stvara rotirajuće magnetsko polje oko rotora, koje je maksimalno u zračnom razmaku između statora i rotora. Trenutak rotacije dobiva se zbog činjenice da se rotor pokušava okretati cijelo vrijeme kako bi magnetski otpor magnetskog toka koji generira stator bio minimalan.

Maksimalni zakretni moment izravno je proporcionalan razlici između uzdužne i poprečne induktivnosti, a što je veća ta razlika, to je veći okretni moment rotora.

Da bismo razumjeli ovaj princip, okrećemo se slici. Anizotropni objekt 1 ima različitu magnetsku vodljivost duž osi a i b. U ovom slučaju, izotropni objekt 2 ima istu magnetsku vodljivost u svim smjerovima. Magnetsko polje primijenjeno na objekt 1 stvara moment rotacije kada kut između osi b i linija magnetske indukcije B nije jednak nuli. Kada postoji nutralni kut, objekt 1 će iskriviti primijenjeno magnetsko polje B, a smjer izobličenja podudarat će se s osi a objekta 1.

Sinusoidno magnetsko polje nastalo u sinhronom mlaznom motoru pomoću namota statora rotira se s određenom sinkronom kutnom frekvencijom, pa će uvijek postojati trenutak rotacije, koji teži vraćanju sustava u stanje s najnižom ukupnom potencijalnom energijom.

Odnosno, moment rotacije uvijek će nastojati smanjiti izobličenje magnetskog polja statora u smjeru osi, smanjujući kut između indukcijskih linija B i osi b. Dakle, ako je upravljanje motorom usmjereno na održavanje postojanosti ovog kuta, tada će se mehanička energija stalno dobivati ​​iz elektromagnetske.

Dakle, struja namotaja statora omogućava magnetizaciju postojanjem momenta usmjerenog na uklanjanje izobličenja polja, a kontrolom trenutne faze u skladu s položajem rotora u rotirajućem koordinatnom sustavu (u skladu s vrijednošću kuta izobličenja), dobiva se kontrola zakretnog momenta sinkronog mlaznog motora.

Danas su sinkroni motori

Vodeći svjetski proizvođači elektromotora danas pokazuju posebno zanimanje za sinkrone mlazne motore, iako su prve verzije patentirane još u kasnom 19. stoljeću. Činjenica je da učinkovitost sinkronih mlaznih motora u osnovi značajno prelazi Učinkovitost popularnih indukcijskih motorada ne spominjemo gustoću snage.

U rotoru nema gubitaka energije, ali obično rotor čini oko 30 posto gubitaka. To povećava vijek trajanja elektromotora - smanjuje štetnu toplinu. Masa sinkronog mlaznog motora i njegove dimenzije su 20% manje od mase asinhronog istog snage.

Obnovljeno zanimanje za sinkrone mlazne motore danas je prvenstveno povezano sa širokim mogućnostima modernog računalnog modeliranja koje omogućuju pronalaženje najučinkovitijih verzija dizajna rotora i statora - znanstvena istraživanja su produktivnija, a učinkovitost modernih verzija sinkronih mlaznih motora već 98% u to vrijeme. što se tiče asinhronih verzija, učinkovitost tradicionalno ne prelazi 90%.

Sinkroni mlazni motori danas se izrađuju na osnovi asinkronih, a istim dimenzijama i montažnim dimenzijama postiže se veća učinkovitost, postiže se veća specifična snaga.

Prednosti i nedostaci

Izvučen iz tankog sloja električnog čelika, rotor mlaznog sinkronog motora ima jednostavan i pouzdan dizajn bez kratkog spoja namota i bez magneta, stoga se u rotoru uklanjaju struje koje uzrokuju štetno zagrijavanje - povećava se radni vijek, a odsutnost magneta smanjuje troškove proizvoda, uključujući minimiziranje smanjenih troškova održavanja ,

Zbog usporedne lakoće rotora, vlastiti inercijski moment je nizak, pa motor brže ubrzava do nazivne brzine, što dovodi do uštede energije.

Pretvarač frekvencije kao regulator brzine čini upravljanje motorom vrlo fleksibilnim u širokom rasponu radnih brzina. Što se tiče nedostataka, to je samo jedan: potreba za frekvencijskim pretvaračem.

Upotreba frekvencijskog pretvarača s aktivnom korekcijom faktora snage omogućuje postizanje maksimalnog faktora snage sustava, što je vrlo važno u bilo kojoj modernoj proizvodnji.