موتور سنکرون AC چیست؟ موتورهای سنکرون AC چه ویژگی هایی دارند؟
موتور سنکرون AC یک موتور محرک با سرعت ثابت است که سرعت روتور آن رابطه متناسب با فرکانس توان را حفظ می کند. این به طور گسترده ای در ابزار دقیق الکترونیکی، تجهیزات اداری مدرن، ماشین آلات نساجی و غیره استفاده می شود. موتورهای سنکرون موتورهای AC هستند و سیم پیچ های استاتور همان موتورهای ناهمزمان هستند. سرعت چرخش روتور آن با سرعت میدان مغناطیسی دوار ایجاد شده توسط سیم پیچ استاتور برابر است، بنابراین به آن موتور سنکرون می گویند. به همین دلیل، جریان موتور سنکرون در فاز جلوتر از ولتاژ است، یعنی موتور سنکرون یک بار خازنی است. به همین دلیل در بسیاری از موارد از موتورهای سنکرون برای بهبود ضریب توان سیستم تغذیه استفاده می شود. موتور سنکرون AC
امکانات
موتور سنکرون برای کار موتور. از آنجایی که موتور سنکرون می تواند با تنظیم جریان تحریک در یک ضریب توان پیشرو کار کند، بهبود ضریب توان شبکه برق مفید است. بنابراین، تجهیزات در مقیاس بزرگ، مانند دمنده های مقیاس بزرگ، پمپ های آب، آسیاب های گلوله ای، کمپرسورها، آسیاب های نورد و غیره، معمولاً توسط موتورهای سنکرون هدایت می شوند. این مزیت به ویژه هنگامی که یک موتور سنکرون در تجهیزات بزرگ مقیاس با سرعت کم استفاده می شود برجسته است. علاوه بر این، سرعت موتور سنکرون به طور کامل توسط فرکانس قدرت تعیین می شود. هنگامی که فرکانس ثابت است، سرعت موتور نیز ثابت است و با بار تغییر نمی کند. این ویژگی در سیستم های انتقال خاص، به ویژه سیستم های انتقال سنکرون چند ماشینی و سیستم های تنظیم سرعت دقیق، اهمیت زیادی دارد. پایداری عملکرد موتور سنکرون نیز نسبتاً بالا است. موتورهای سنکرون معمولاً تحت تحریک بیش از حد کار می کنند و ظرفیت اضافه بار آنها بیشتر از موتورهای ناهمزمان مربوطه است. گشتاور یک موتور ناهمزمان متناسب با مجذور ولتاژ است، در حالی که گشتاور موتور سنکرون با حاصلضرب ولتاژ و نیروی الکتروموتور داخلی تولید شده توسط جریان تحریک موتور' فقط متناسب با توان اول ولتاژ است. هنگامی که ولتاژ شبکه به طور ناگهانی به حدود 80٪ از مقدار نامی کاهش می یابد، گشتاور موتور ناهمزمان اغلب به حدود 64٪ کاهش می یابد و به دلیل بار غیر متحرک کار نمی کند. در حالی که گشتاور موتور سنکرون زیاد کاهش نمی یابد و می توان آن را تحریک کرد تا از عملکرد پایدار موتور اطمینان حاصل شود.
ساختار ساختار موتور سنکرون اساساً مشابه ژنراتور سنکرون است و روتور نیز به قطب های برجسته و قطب های پنهان تقسیم می شود. اما اکثر موتورهای سنکرون از نوع قطب برجسته هستند. فرم نصب نیز به افقی و عمودی تقسیم می شود. برای حل مشکل راه اندازی موتور سنکرون، به طور کلی یک سیم پیچ راه اندازی روی روتور نصب می شود. همچنین می تواند در حین کار، نوسانات را سرکوب کند، بنابراین به آن سیم پیچ دمپر نیز می گویند. علاوه بر ساختار سنتی فوق الذکر، ساختار روتور پنجه ای بدون تماس لغزشی نیز وجود دارد. با در نظر گرفتن یک موتور 6 قطبی به عنوان مثال، دو مجموعه از قطب های مغناطیسی پنجه ای شکل در مقابل یکدیگر بر روی شفت دوار نصب شده اند. یک گروه 3 بدنه قطبی را به صورت محوری به سمت راست روی صفحه پنجه بیرون زده است. گروه دیگر در سمت راست در جهت مخالف نصب شده است، به طوری که دیسک پنجه 3 بدنه قطب به سمت چپ محوری بیرون زده است. قطبیت دو مجموعه قطب مغناطیسی مخالف است. پس از مونتاژ، سطح محیطی خارجی قطب مغناطیسی دیگر مانند یک موتور قطب برجسته معمولی، سطح کاشی گرد نیست، بلکه یک سطح کاشی گوه ای شکل است، یعنی قوس قطب در یک انتها بلندتر از انتهای دیگر است. کل شکل روتور در شکل نشان داده شده است. سیم پیچ میدان در لبه بیرونی یوغ در دو طرف نصب می شود. شار مغناطیسی تولید شده توسط آن از شکاف هوای اصلی جانبی gm بین قطب های N و S، شکاف های هوای محوری g1 و g2 بین روتور و استاتور عبور می کند و سپس از طریق پوشش انتهایی و پایه بسته می شود، همانطور که توسط نشان داده شده است. خط نقطه در شکل به منظور جلوگیری از اتصال کوتاه شار مغناطیسی از طریق شفت، شفت باید از فولاد غیر مغناطیسی ساخته شود. یا شفت باید به 3 قسمت تقسیم شود، بخش میانی از فولاد غیر مغناطیسی ساخته شده است. مزیت اصلی این ساختار این است که در قسمت دوار سیم پیچی وجود ندارد و هیچ تماس لغزشی بین حلقه جمع کننده و برس وجود ندارد، بنابراین عملکرد قابل اعتماد است، ساختار عایق ساده است و نگهداری راحت است. اما مدار مغناطیسی اصلی آن طولانی است و دارای شکاف های هوایی بیشتری است که باعث افزایش توان مورد نیاز برای تحریک می شود. محفظه موتور دارای خاصیت مغناطیسی قوی است که باعث گرم شدن یاتاقان می شود. و شفت دوار نیز باید عایق مغناطیسی باشد. بنابراین، این نوع موتور به طور گسترده ای تبلیغ نشده است و فقط در موارد خاص استفاده می شود و ظرفیت عمومی آن از چند صد کیلووات بیشتر نمی شود.
راه اندازی یک موتور سنکرون فقط می تواند یک گشتاور متوسط در سرعت سنکرون ایجاد کند. اگر استاتور فوراً به شبکه وصل شود و روتور هنگام راهاندازی توسط DC برانگیخته شود، میدان مغناطیسی چرخان استاتور بلافاصله با سرعت سنکرون میچرخد و میدان مغناطیسی روتور به دلیل اینرسی روتور و الکترومغناطیسی موقتاً ساکن است. گشتاور تولید شده در این زمان مثبت یا منفی خواهد بود. متناوب و مقدار متوسط آن صفر است، بنابراین موتور نمی تواند به خودی خود راه اندازی شود. برای راه اندازی موتور سنکرون باید از روش های دیگری استفاده کرد. به طور عمده دو روش زیر وجود دارد.
①روش راه اندازی ناهمزمان: یک سیم پیچ راه اندازی از نوع قفس را روی کفشک اصلی قطب مغناطیسی موتور نصب کنید. هنگام شروع، ابتدا سیم پیچ تحریک را از طریق یک مقاومت اتصال کوتاه کنید و سپس سیم پیچ استاتور را به شبکه وصل کنید. با تکیه بر گشتاور الکترومغناطیسی ناهمزمان سیم پیچ راه اندازی برای نزدیک کردن سرعت موتور به سرعت سنکرون، و سپس عبور جریان تحریک به سیم پیچ تحریک برای ایجاد میدان مغناطیسی قطب اصلی، می توان از گشتاور الکترومغناطیسی سنکرون برای کشیدن استفاده کرد. روتور موتور به سرعت سنکرون.
②روش راه اندازی موتور کمکی: به طور کلی، یک موتور القایی با همان شماره قطب موتور سنکرون (ظرفیت حدود 10-15 درصد ماشین اصلی است) به عنوان موتور کمکی استفاده می شود و ماشین اصلی تا سرعت نزدیک به رانده می شود. سرعت سنکرون، و سپس برق به استاتور ماشین اصلی تغییر می کند و جریان تحریک از سیم پیچ تحریک عبور می کند تا میزبان به سرعت سنکرون بکشد.