Šiuolaikiniai sinchroniniai reaktyviniai varikliai

Sinchroninio reaktyvinio variklio veikimo principas

Sinchroniniuose reaktyviniuose varikliuose rotoriaus sukimo momento sukūrimo principas šiek tiek skiriasi nuo asinchroninių ir tradicinių sinchroninių variklių. Čia lemiamą vaidmenį skiria pati rotoriaus šerdis.

Jetinio sinchroninio variklio rotorius neturi apvijų, net nėra trumpojo jungimo apvijos. Vietoj to, rotoriaus šerdis yra labai nevienalytis magnetinis laidumas: magnetinis laidumas išilgai rotoriaus skiriasi nuo magnetinio laidumo visame. Dėl šio neįprasto požiūrio nereikia nei rotoriaus apvijų, nei nuolatinių magnetų.

Statoriaus atveju, srovės sinchroninio variklio statoriaus apvija gali būti sutelkta arba paskirstyta, o statoriaus šerdis ir korpusas išlieka normalūs. Visa ypatybė yra labai nevienalytėje rotoriaus šerdyje.

Sinchroniniams reaktyviniams varikliams būdingi trys pagrindiniai rotorių tipai: skersai stratifikuotas rotorius, rotorius su atskirais poliais ir ašinis stratifikuotas rotorius.

Proceso fizika yra tokia. Statoriaus apvijoms tiekiama kintama srovė, kuri sukuria besisukantį magnetinį lauką aplink rotorių, kuris yra didžiausias oro tarpe tarp statoriaus ir rotoriaus. Sukimosi momentas gaunamas dėl to, kad rotorius bando visą laiką suktis taip, kad statoriaus sukuriamo magnetinio srauto magnetinė varža būtų minimali.

Maksimalus sukimo momentas yra tiesiogiai proporcingas išilginio ir skersinio induktyvumų skirtumui, ir kuo didesnis šis skirtumas, tuo didesnis rotoriaus sukimo momentas.

Norėdami suprasti šį principą, kreipiamės į figūrą. 1 anizotropinis objektas turi skirtingą magnetinį laidumą išilgai ašių a ir b. Šiuo atveju izotropinis objektas 2 turi vienodą magnetinį laidumą visomis kryptimis. Objektui 1 pritaikytas magnetinis laukas sukuria sukimosi momentą, kai kampas tarp ašies b ir magnetinės indukcijos B linijų nėra lygus nuliui. Kai egzistuoja kampas, kuriame nėra nulio, objektas 1 iškraipys taikomą magnetinį lauką B, o iškraipymo kryptis sutaps su objekto 1 ašimi a.

Statoriaus apvijos sinchroniniame reaktyviniame variklyje sukuriamas sinusoidinis magnetinis laukas sukasi tam tikru sinchroniniu kampiniu dažniu, todėl visada atsiras sukimosi momentas, linkęs grąžinti sistemą į būseną, kurioje yra mažiausia bendra potenciali energija.

T. y., Sukimosi momentas visada stengsis sumažinti statoriaus magnetinio lauko iškraipymą ašies kryptimi, sumažindamas kampą tarp indukcijos linijų B ir b ašies. Taigi, jei variklio valdymu siekiama išlaikyti šio kampo pastovumą, tada mechaninė energija bus nuolat gaunama iš elektromagnetinės.

Taigi, statoriaus apvijos srovė suteikia įmagnetinimą esant sukimo momentui, kuriuo siekiama pašalinti lauko iškraipymus, ir kontroliuojant dabartinę fazę pagal rotoriaus padėtį besisukančioje koordinačių sistemoje (atsižvelgiant į iškraipymo kampo vertę), gaunamas sinchroninio reaktyvinio variklio sukimo momentas.

Šiandien sinchroniniai reaktyviniai varikliai

Šiuo metu pasaulyje pirmaujantys elektrinių variklių gamintojai rodo ypatingą susidomėjimą sinchroniniais reaktyviniais varikliais, nors pirmosios versijos buvo patentuotos dar XIX amžiaus pabaigoje. Faktas yra tas, kad sinchroninių reaktyvinių variklių efektyvumas iš esmės žymiai viršija Populiarių indukcinių variklių efektyvumasjau nekalbant apie galios tankį.

Rotoriuje nėra energijos nuostolių, tačiau paprastai rotorius patiria apie 30 procentų nuostolių. Tai padidina elektros variklio tarnavimo laiką - sumažina kenksmingą šilumą. Sinchroninio reaktyvinio variklio masė ir jo matmenys yra 20% mažesni nei asinchroninio to paties galingumo.

Šiandien atnaujintas susidomėjimas sinchroniniais reaktyviniais varikliais pirmiausia siejamas su plačiomis šiuolaikinio kompiuterinio modeliavimo galimybėmis, leidžiančiomis rasti efektyviausias rotoriaus ir statoriaus konstrukcijų versijas - moksliniai tyrimai yra produktyvesni, o sinchroninių reaktyvinių variklių modernių versijų efektyvumas tuo metu siekia jau 98%, tuo metu asinchroninių versijų efektyvumas paprastai neviršija 90%.

Šiandien sinchroniniai reaktyviniai varikliai yra gaminami asinchroninių variklių pagrindu, o naudojant tuos pačius matmenis ir montavimo matmenis gaunamas didesnis efektyvumas, pasiekiama didesnė savitoji galia.

Privalumai ir trūkumai

Pagamintas iš plono lakštinio elektrinio plieno, reaktyvinio sinchroninio variklio rotorius turi paprastą ir patikimą konstrukciją be trumpojo jungimo apvijos ir be magnetų, todėl rotoriuje pašalinamos kenksmingą šildymą sukeliančios srovės - pailgėja tarnavimo laikas, o magnetų nebuvimas sumažina gaminio sąnaudas, įskaitant minimalių priežiūros išlaidų sumažinimą. .

Dėl santykinio rotoriaus lengvumo jo paties inercijos momentas yra mažas, todėl variklis greičiau įgauna vardinį greitį, o tai taupo energiją.

Dėl dažnio keitiklio, kaip greičio reguliatoriaus, variklio valdymas yra labai lankstus plačiu veikimo greičių diapazonu. Kalbant apie trūkumus, tai tik vienas: dažnio keitiklio poreikis.

Dažnio keitiklio naudojimas su aktyvia galios koeficiento korekcija leidžia pasiekti maksimalų sistemos galios koeficientą, kuris yra labai svarbus bet kurioje šiuolaikinėje gamyboje.