Motoare cu jet sincron modern

Principiul funcționării unui motor cu jet sincron

În motoarele cu jet sincron, principiul creării unui cuplu rotor este oarecum diferit de motoarele sincrone și tradiționale. Aici rolul decisiv este atribuit miezului rotorului în sine.

Rotorul unui motor sincron cu jet nu are înfășurări, chiar și pe acesta nu există o înfășurare scurtcircuitată. În schimb, miezul rotorului este făcut extrem de eterogen în conductivitatea magnetică: conductivitatea magnetică de-a lungul rotorului este diferită de conductivitatea magnetică din. Datorită acestei abordări neobișnuite, nu este nevoie atât de înfășurări ale rotorului, cât și de magneți permanenți pe ea.

În ceea ce privește statorul, înfășurarea statorică a motorului sincron cu jet poate fi concentrată sau distribuită, în timp ce miezul statorului și carcasa rămân normale. Întreaga caracteristică se află în miezul extrem de eterogen al rotorului.

Trei tipuri principale de rotori sunt caracteristice motoarelor cu jet sincron: un rotor transversal stratificat, un rotor cu poli distinși și un rotor axial stratificat.

Fizica procesului este următoarea. Curentul alternativ este furnizat înfășurărilor statorului și creează un câmp magnetic rotativ în jurul rotorului, care este maxim în spațiul de aer dintre stator și rotor. Momentul de rotație se obține datorită faptului că rotorul încearcă să se întoarcă tot timpul, astfel încât rezistența magnetică a fluxului magnetic generat de stator să fie minimă.

Cuplul maxim este direct proporțional cu diferența dintre inductanțele longitudinale și transversale, iar cu cât această diferență este mai mare, cuplul rotorului este mai mare.

Pentru a înțelege acest principiu, apelăm la figură. Obiectul 1 anisotropic are o conductivitate magnetică diferită de-a lungul axelor a și b. În acest caz, obiectul izotrop 2 are aceeași conductibilitate magnetică în toate direcțiile. Un câmp magnetic aplicat obiectului 1 generează un moment de rotație când unghiul dintre axa b și liniile de inducție magnetică B nu este egal cu zero. Când există un unghi non-zero, obiectul 1 va denatura câmpul magnetic B aplicat, iar direcția de deformare va coincide cu axa a obiectului 1.

Câmpul magnetic sinusoidal creat în motorul cu jet sincron de înfășurarea statorului se rotește cu o anumită frecvență unghiulară sincronă și, prin urmare, va exista întotdeauna un moment de rotație, care tinde să readucă sistemul la starea cu cea mai mică energie potențială totală.

Adică, momentul de rotație se va strădui întotdeauna să reducă denaturarea câmpului magnetic al statorului în direcția axei, prin scăderea unghiului dintre liniile de inducție B și axa b. Deci, dacă controlul motorului are ca scop menținerea constanței acestui unghi, atunci energia mecanică va fi obținută constant din electromagnetică.

Astfel, curentul de înfășurare a statorului asigură magnetizarea existenței unui cuplu menit să elimine denaturarea câmpului și controlând faza curentă în conformitate cu poziția rotorului în sistemul de coordonate rotative (în conformitate cu valoarea unghiului de distorsiune), se obține controlul cuplului motorului cu jet sincron.

Motoare cu jet sincron astăzi

Producătorii de motoare electrice din lume arată astăzi un interes deosebit pentru motoarele cu jet sincron, deși primele versiuni au fost brevetate încă de la sfârșitul secolului XIX. Cert este că eficiența motoarelor cu jet sincron depășește în mod semnificativ Eficiența motoarelor de inducție populareca să nu mai vorbim de densitatea puterii.

Nu există pierderi de energie în rotor, dar de obicei rotorul reprezintă aproximativ 30 la sută din pierderi. Acest lucru crește durata de viață a motorului electric - reduce căldura dăunătoare. Masa unui motor cu jet sincron și dimensiunile acestuia sunt cu 20% mai mici decât cea a unei aceleași puteri asincrone.

Interesul reînnoit pentru motoarele cu jet sincron astăzi este în primul rând asociat cu posibilitățile largi ale modelării moderne a computerului, care permit găsirea celor mai eficiente versiuni ale proiectelor rotorului și statorului - cercetarea științifică este mai productivă, iar eficiența versiunilor moderne ale motoarelor cu jet sincron este deja de 98%, la acel moment. în ceea ce privește versiunile asincrone, eficiența nu depășește în mod tradițional 90%.

Motoarele cu jet sincron sunt fabricate astăzi pe baza celor asincrone și, cu aceleași dimensiuni și dimensiuni de montare, se obține o eficiență mai mare, se obține o putere specifică mai mare.

Avantaje și dezavantaje

Desenat din oțel electric cu foi subțiri, rotorul unui motor sincron cu jet are un design simplu și de încredere, fără o înfășurare scurtcircuitată și fără magneți, prin urmare, curenții care provoacă încălzirea nocivă sunt eliminați în rotor - durata de funcționare este crescută, iar absența magneților reduce costul produsului, inclusiv minimizarea costurilor de întreținere reduse .

Datorită ușurinței comparative a rotorului, propriul moment de inerție este scăzut, astfel încât motorul accelerează la viteza nominală mai rapid, ceea ce duce la economii de energie.

Invertorul de frecvență ca regulator de viteză face controlul motorului foarte flexibil pe o gamă largă de viteze de funcționare. În ceea ce privește deficiențele, este doar unul: necesitatea unui convertor de frecvență.

Utilizarea unui convertor de frecvență cu corecția activă a factorului de putere permite realizarea factorului de putere maximă a sistemului, ceea ce este foarte important în orice producție modernă.