Синхронды электр қозғалтқыштарының ерекшелігі магнит ағыны мен ротордың айналу жылдамдығының бірдей болуы. Осы себепті электр қозғалтқышының роторы жүктеме артқан кезде оның жылдамдығын өзгертпейді. Роторда магнит өрісін тудыратын орам бар.
Кейде күшті тұрақты магниттер қолданылады. Әдетте синхронды машиналарда роторда статорда қанша орам болса, сонша орам болады. Осылайша, магнит ағыны мен ротордың айналу жылдамдығы теңестіріледі. Қозғалтқышқа қосылған жүктеме жылдамдыққа мүлде әсер етпейді.
Электр қозғалтқышының дизайны
Синхронды қозғалтқыштың құрылғысы келесі элементтерден тұрады:
- Белгіленген бөлік – орамдар орналасқан статор.
- Ұялы ротор, кейде индуктор немесе арматура деп аталады.
- Алдыңғы және артқы қақпақ.
- Роторға бекітілген мойынтіректер.
Арматура мен статор арасында бос орын бар. Орамдар ойықтарға салынған, олар ішке қосылғанжұлдыз. Қозғалтқышқа кернеу берілісімен, ток якорь орамасы арқылы өте бастайды. Индуктордың айналасында магнит өрісі пайда болады. Бірақ статорға да қуат беріледі. Міне, магнит ағыны осы жерде келеді. Бұл өрістер бір-бірінен ығыстырылған.
Синхронды қозғалтқыш қалай жұмыс істейді
Синхронды машиналарда статордағы электромагниттер полюс болып табылады, өйткені олар тұрақты токпен жұмыс істейді. Барлығы статор орамдары қосылатын екі схема бар:
- Салифол.
- Жасырын полюс.
Магниттік кедергіні азайту және өрістің өту шарттарын оңтайландыру үшін ферромагнетиктерден жасалған өзектер қолданылады. Олар статорда да, роторда да бар.
Олар кремний сияқты элементтердің көп мөлшерін қамтитын электр болаттың арнайы маркаларынан жасалған. Осының көмегімен құйынды токты айтарлықтай азайтуға, сонымен қатар металдың электрлік кедергісін арттыруға болады.
Синхронды электр қозғалтқыштарының жұмысы статор мен ротор полюстерінің өзара әрекеттесуіне негізделген. Іске қосу кезінде ол ағынның жылдамдығына дейін жылдамдайды. Дәл осындай жағдайларда электр қозғалтқышы синхронды режимде жұмыс істейді.
Қосымша электр қозғалтқышымен іске қосу әдісі
Бұрын арнайы іске қосу қозғалтқыштары қолданылған, олар механикалық құрылғылардың (белдік беріліс, тізбек және т.б.) көмегімен қозғалтқышқа қосылған. Іске қосу кезінде ротор айнала бастады және бірте-бірте үдеді,синхронды жылдамдыққа жетті. Осыдан кейін мотордың өзі жұмыс істей бастады. Бұл дизайн мен өндірушіге қарамастан синхронды қозғалтқыштың жұмыс принципі.
Міндетті шарт – іске қосу қозғалтқышының қуаты үдетілген қозғалтқыштың қуатының шамамен 15% болуы керек. Бұл қуат кез келген синхронды қозғалтқышты іске қосу үшін жеткілікті, тіпті оған шағын жүктеме қосылған болса да. Бұл әдіс өте күрделі және бүкіл жабдықтың құны айтарлықтай өседі.
Қазіргі іске қосу әдісі
Синхронды қозғалтқыштардың заманауи конструкциялары мұндай үдеткіш схемалармен жабдықталмаған. Басқа триггер жүйесі пайдаланылады. Шамамен осылайша синхронды машина қосылады:
- Реостаттың көмегімен ротордың орамдары жабылады. Нәтижесінде қарапайым асинхронды қозғалтқыштардағыдай якорь қысқа тұйықталуға ұшырайды.
- Ротордың тыныштандыратын және синхрондау кезінде арматураның тербелуіне жол бермейтін тік торлы орамасы да бар.
- Арматура минималды айналу жылдамдығына жеткенде оның орамдарына тұрақты ток қосылады.
- Тұрақты магниттер пайдаланылса, сыртқы іске қосу қозғалтқыштарын пайдалану керек.
Криогенді синхронды электр қозғалтқыштары бар, оларда кері типті дизайн қолданылады. Қоздыру орамдары мыналардан жасалғанасқын өткізгіш материалдар.
Синхронды машиналардың артықшылықтары
Асинхронды және синхронды қозғалтқыштардың конструкциялары өте ұқсас, бірақ әлі де айырмашылықтар бар. Соңғысының айқын артықшылығы қозу тұрақты ток көзінен пайда болады. Бұл жағдайда қозғалтқыш өте жоғары қуат коэффициентінде жұмыс істей алады. Синхронды қозғалтқыштардың басқа да артықшылықтары бар:
- Олар жоғары қарқынмен жұмыс істейді. Бұл қуат тұтынуды азайтуға мүмкіндік береді, сонымен қатар ағымдағы шығындарды айтарлықтай азайтады. Синхронды машинаның тиімділігі бірдей қуаттағы асинхронды қозғалтқышқа қарағанда әлдеқайда жоғары болады.
- Момент тікелей желідегі кернеуге байланысты. Желідегі кернеу төмендесе де, қуат сақталады.
Бірақ синхронды машиналарға қарағанда асинхронды машиналар әлдеқайда жиі пайдаланылады. Өйткені, олардың үлкен сенімділігі, қарапайым дизайны бар, қосымша күтімді қажет етпейді.
Синхронды қозғалтқыштардың кемшіліктері
Синхронды машиналарда әлдеқайда көп кемшіліктер бар екен. Мұнда тек негізгілері:
- Синхронды қозғалтқыштың схемасы өте күрделі, ол көптеген элементтерден тұрады. Дәл осы себепті құрылғының құны өте жоғары.
- Индукторды қуаттандыру үшін тұрақты көзді пайдалануды ұмытпаңызток. Бұл бүкіл құрылысты айтарлықтай қиындатады.
- Электр қозғалтқышын іске қосу процедурасы асинхронды машиналарға қарағанда біршама күрделі.
- Ротор жылдамдығын тек жиілік түрлендіргіштері арқылы реттеуге болады.
Жалпы, артықшылықтар синхронды қозғалтқыштардың кемшіліктерінен айтарлықтай асып түседі. Осы себепті олар үздіксіз үздіксіз өндірістік процесті жүргізу қажет болған жағдайда, жабдықты жиі тоқтатып, іске қосу қажет емес жерде өте жиі қолданылады. Синхронды машиналар диірмендерде, ұсақтағыштарда, сорғыларда, компрессорларда кездеседі. Олар сирек өшеді, олар үнемі дерлік жұмыс істейді. Мұндай қозғалтқыштарды пайдалану арқылы энергияны айтарлықтай үнемдеуге болады.
