Moderna synkrona jetmotorer

Funktionen för en synkron jetmotor

I synkrona jetmotorer är principen att skapa ett rotormoment något annorlunda från asynkrona och traditionella synkronmotorer. Här tilldelas den avgörande rollen själva rotorkärnan.

Rotorn hos en jet-synkronmotor har inte lindningar, även det finns ingen kortslutningslindning på den. I stället görs rotorkärnan mycket heterogen i magnetisk konduktivitet: den magnetiska konduktiviteten längs rotorn skiljer sig från den magnetiska konduktiviteten tvärs över. Tack vare detta ovanliga tillvägagångssätt finns det inget behov av både rotorlindningar och permanentmagneter på den.

När det gäller statorn kan statorlindningen av den synkronstrålande motoren koncentreras eller distribueras, medan statorkärnan och höljet förblir normala. Hela funktionen ligger i rotorns mycket heterogena kärna.

Tre huvudtyper av rotorer är karakteristiska för synkrona jetmotorer: en tvärlagrad rotor, en rotor med distinkta poler och en axiellt stratifierad rotor.

Processens fysik är som följer. Växelström tillförs statorlindningarna och skapar ett roterande magnetfält runt rotorn, vilket är maximalt i luftgapet mellan statorn och rotorn. Rotationsmomentet erhålls på grund av det faktum att rotorn försöker vrida hela tiden så att magnetmotståndet för det magnetiska flödet som genereras av statorn skulle vara minimalt.

Det maximala vridmomentet är direkt proportionellt mot skillnaden mellan de längsgående och tvärgående induktanserna, och ju större denna skillnad är, desto större är rotorns vridmoment.

För att förstå denna princip vänder vi oss till figuren. Anisotropiskt föremål 1 har olika magnetisk konduktivitet längs axlarna a och b. I detta fall har det isotropa objektet 2 samma magnetiska konduktivitet i alla riktningar. Ett magnetfält applicerat på objekt 1 genererar ett rotationsmoment när vinkeln mellan axeln b och linjerna för magnetisk induktion B inte är lika med noll. När en icke-nollvinkel existerar kommer objekt 1 att förvränga det applicerade magnetfältet B, och distorsionsriktningen kommer att sammanfalla med axeln a för objekt 1.

Det sinusformade magnetfältet som genereras i den synkrona jetmotorn av statorlindningen roterar med en viss synkron vinkelfrekvens, och därför kommer det alltid att finnas ett rotationsmoment, som tenderar att återföra systemet till läget med den lägsta totala potentiella energin.

Det vill säga, rotationsmomentet kommer alltid att sträva efter att minska störningen av statorns magnetfält i riktningen för a-axeln genom att reducera vinkeln mellan induktionslinjerna B och b-axeln. Så om motorstyrning syftar till att bibehålla konstansen hos denna vinkel, kommer mekanisk energi kontinuerligt att erhållas från elektromagnetisk.

Således tillhandahåller statorlindningsströmmen magnetisering med förekomsten av ett vridmoment som syftar till att eliminera distorsionen av fältet, och genom att styra strömfasen i enlighet med rotorns läge i det roterande koordinatsystemet (i enlighet med värdet på distorsionsvinkeln) erhålls vridmomentstyrningen för den synkrona jetmotorn.

Synkrona jetmotorer idag

Världens ledande tillverkare av elmotorer visar idag särskilt intresse för synkrona jetmotorer, även om de första versionerna patenterades redan i slutet av 1800-talet. Faktum är att effektiviteten hos synkrona jetmotorer i grund och botten överstiger betydligt Effektivitet av populära induktionsmotorerför att inte tala om effekttäthet.

Det finns inga energiförluster i rotorn, men vanligtvis står rotorn för cirka 30 procent av förlusterna. Detta ökar livslängden på elmotorn - minskar skadlig värme. Massan hos en synkron jetmotor och dess dimensioner är 20% mindre än för en asynkron samma effekt.

Det förnyade intresset för synkrona jetmotorer idag är främst förknippat med den breda kapaciteten för modern datormodellering, som gör det möjligt att hitta de mest effektiva versionerna av rotor- och statormodeller - vetenskaplig forskning är mer produktiv, och effektiviteten hos moderna versioner av synkrona jetmotorer är redan 98% vid den tiden vad gäller asynkronversioner överstiger verkningsgraden traditionellt inte 90%.

Synkrona jetmotorer tillverkas idag på grundval av asynkrona motorer, och med samma dimensioner och monteringsdimensioner erhålls en högre effektivitet, en högre specifik effekt uppnås.

För- och nackdelar

Dragten av tunnplåt elektriskt stål och rotorn på en jet-synkronmotor har en enkel och pålitlig konstruktion utan en kortsluten lindning och utan magneter. Därför elimineras strömmar som orsakar skadlig uppvärmning i rotorn - livslängden ökas, och frånvaron av magneter minskar produktens kostnader, inklusive minimerar minskade underhållskostnader .

På grund av rotorns jämförbarhet är dess egen tröghetsmoment lågt, så motorn accelererar snabbare till nominellt varvtal, vilket leder till energibesparingar.

Frekvensomformaren som hastighetsregulator gör motorstyrningen mycket flexibel över ett brett intervall av drifthastigheter. Vad gäller bristerna är det bara en: behovet av en frekvensomvandlare.

Användningen av en frekvensomvandlare med aktiv korrigering av effektfaktorn gör det möjligt att uppnå systemets maximala effektfaktor, vilket är mycket viktigt i varje modern produktion.