Moderne synkrone jetmotorer

Prinsippet for drift av en synkron jetmotor

I synkron jetmotorer er prinsippet om å lage et rotormoment noe forskjellig fra asynkrone og tradisjonelle synkronmotorer. Her blir den avgjørende rollen tildelt selve rotorkjernen.

Rotoren til en jet-synkronmotor har ikke viklinger, selv det er ingen kortsluttet vikling på den. I stedet er rotorkjernen gjort svært heterogen når det gjelder magnetisk ledningsevne: den magnetiske konduktiviteten langs rotoren er forskjellig fra den magnetiske ledningsevnen på tvers. Takket være denne uvanlige tilnærmingen er det ikke behov for både rotorviklinger og permanente magneter på den.

Når det gjelder statoren, kan statorviklingen av den synkrone motoren konsentreres eller distribueres, mens statorkjernen og huset forblir normale. Hele funksjonen er i den svært heterogene kjerne av rotoren.

 

Tre hovedtyper rotorer er karakteristiske for synkrone jetmotorer: en tverrstratifisert rotor, en rotor med forskjellige poler, og en aksialt lagdelt rotor.

Fysikken i prosessen er som følger. Vekselstrøm tilføres statorviklingene, og skaper et roterende magnetfelt rundt rotoren, som er maksimalt i luftspalten mellom statoren og rotoren. Rotasjonsmomentet oppnås på grunn av det faktum at rotoren prøver å vri seg hele tiden, slik at den magnetiske motstanden for magnetfluksen generert av statoren ville være minimal.

Maksimalt dreiemoment er direkte proporsjonalt med forskjellen mellom langsgående og tverrgående induktanser, og jo større denne forskjellen er, desto større er dreiemomentet til rotoren.

For å forstå dette prinsippet vender vi oss til figuren. Anisotropisk gjenstand 1 har ulik magnetisk konduktivitet langs aksene a og b. I dette tilfellet har den isotropiske gjenstanden den samme magnetiske konduktiviteten i alle retninger. Et magnetfelt påført objekt 1 genererer et rotasjonsmoment når vinkelen mellom aksen b og linjene for magnetisk induksjon B ikke er lik null. Når det ikke eksisterer en vinkel som ikke er null, vil objekt 1 forvrenge det påførte magnetfeltet B, og forvrengningsretningen vil sammenfalle med aksen a til objekt 1.

Det sinusformede magnetfeltet opprettet i den synkrone jetmotoren av statorviklingen roterer med en viss synkron vinkelfrekvens, og det vil derfor alltid være et rotasjonsmoment, som har en tendens til å returnere systemet til tilstanden med den laveste totale potensielle energien.

Det vil si at rotasjonsmomentet alltid vil forsøke å redusere forvrengningen av statormagnetfeltet i retning av a-aksen, ved å redusere vinkelen mellom induksjonslinjene B og b-aksen. Så hvis motorstyring er rettet mot å opprettholde konstansen til denne vinkelen, vil man konstant oppnå mekanisk energi fra elektromagnetisk.

Statorens viklingsstrøm tilveiebringer således magnetisering med eksistensen av et moment rettet mot å eliminere feltforvrengning, og ved å kontrollere strømfasen i samsvar med rotorenes stilling i det roterende koordinatsystemet (i samsvar med verdien av forvrengningsvinkelen) oppnås momentkontrollen til den synkrone jetmotoren.

Synkron jetmotorer i dag

Verdens ledende produsenter av elektriske motorer viser i dag spesiell interesse for synkrone jetmotorer, selv om de første versjonene ble patentert tilbake på slutten av 1800-tallet. Faktum er at effektiviteten til synkrone jetmotorer i grunn vesentlig overstiger Effektivitet av populære induksjonsmotorerfor ikke å nevne effekttetthet.

Det er ingen energitap i rotoren, men vanligvis utgjør rotoren rundt 30 prosent av tapene. Dette øker levetiden til den elektriske motoren - reduserer skadelig varme. Massen til en synkron jetmotor og dens dimensjoner er 20% mindre enn for en asynkron samme kraft.

Den fornyede interessen for synkrone jetmotorer i dag er først og fremst forbundet med de store mulighetene for moderne datamaskinmodellering, som gjør det mulig å finne de mest effektive versjonene av rotor- og statorutforminger - vitenskapelig forskning er mer produktiv, og effektiviteten til moderne versjoner av synkrone jetmotorer er allerede 98% på det tidspunktet som for asynkrone versjoner, overstiger ikke virkningsgraden tradisjonelt 90%.

Synkron jetmotorer lages i dag på grunnlag av asynkrone motorer, og med samme dimensjoner og monteringsdimensjoner oppnås en høyere effektivitet, oppnås en høyere spesifikk kraft.

Fordeler og ulemper

Rotoren til en jet-synkronmotor er trukket fra tynn-elektrisk stål, og har en enkel og pålitelig design uten kortsluttet vikling og uten magneter. Derfor elimineres strømmer som forårsaker skadelig oppvarming i rotoren - levetiden økes, og fraværet av magneter reduserer kostnadene for produktet, inkludert minimerer reduserte vedlikeholdskostnader .

På grunn av rotorens komparative letthet, er dens egen treghetsmoment lavt, slik at motoren akselererer til nominell hastighet raskere, noe som fører til energibesparelser.

Frekvensomformeren som hastighetsregulator gjør motorstyringen veldig fleksibel over et bredt spekter av driftshastigheter. Når det gjelder manglene, er det bare en: behovet for en frekvensomformer.

Bruken av en frekvensomformer med aktiv korreksjon av effektfaktoren gjør det mulig å oppnå den maksimale effektfaktoren til systemet, noe som er veldig viktig i enhver moderne produksjon.

Comments

[#1 pasha]

Fravær av magneter reduserer kostnadene for motoren, men øker forbruket av strøm fordi du i dette tilfellet må lage et magnetfelt i stedetmagneter i motor