Động cơ phản lực đồng bộ hiện đại

Nguyên lý hoạt động của động cơ phản lực đồng bộ

Trong động cơ phản lực đồng bộ, nguyên lý tạo ra mô-men xoắn rô-to hơi khác so với động cơ đồng bộ truyền thống và không đồng bộ. Ở đây vai trò quyết định được gán cho chính lõi rôto.

Rôto của động cơ đồng bộ phản lực không có cuộn dây, thậm chí không có cuộn dây ngắn trên nó. Thay vào đó, lõi rôto được chế tạo rất không đồng nhất về độ dẫn từ: độ dẫn từ dọc theo rôto khác với độ dẫn từ. Nhờ cách tiếp cận khác thường này, không cần cả cuộn dây rôto và nam châm vĩnh cửu trên nó.

Đối với stato, cuộn dây stato của động cơ đồng bộ phản lực có thể được tập trung hoặc phân phối, trong khi lõi stator và vỏ vẫn bình thường. Toàn bộ tính năng là trong lõi không đồng nhất cao của rôto.

 

Ba loại cánh quạt chính là đặc trưng của động cơ phản lực đồng bộ: rôto phân tầng ngang, rôto có cực khác biệt và rôto phân tầng theo trục.

Các vật lý của quá trình là như sau. Dòng điện xoay chiều được cung cấp cho cuộn dây stato và tạo ra từ trường quay xung quanh rôto, cực đại trong khe hở không khí giữa stato và rôto. Khoảnh khắc quay được thu được do thực tế là rôto cố gắng quay toàn bộ thời gian để điện trở từ của từ thông do stator tạo ra sẽ là tối thiểu.

Mô-men xoắn cực đại tỷ lệ thuận với chênh lệch giữa các cuộn cảm dọc và ngang, và chênh lệch này càng lớn, mô-men xoắn của rôto càng lớn.

Để hiểu nguyên tắc này, chúng ta chuyển sang hình. Vật dị hướng 1 có độ dẫn từ khác nhau dọc theo trục a và b. Trong trường hợp này, vật thể đẳng hướng 2 có cùng độ dẫn từ theo mọi hướng. Từ trường áp dụng cho đối tượng 1 tạo ra mô men quay khi góc giữa trục b và các đường cảm ứng từ B không bằng không. Khi tồn tại một góc khác không, đối tượng 1 sẽ làm biến dạng từ trường B được áp dụng và hướng biến dạng sẽ trùng với trục a của đối tượng 1.

Từ trường hình sin được tạo ra trong động cơ phản lực đồng bộ bởi cuộn dây stato quay với tần số góc đồng bộ nhất định, và do đó sẽ luôn có một khoảnh khắc quay, có xu hướng đưa hệ thống trở về trạng thái có tổng năng lượng thấp nhất.

Nghĩa là, mô men quay sẽ luôn cố gắng giảm sự biến dạng của từ trường stato theo hướng của trục, bằng cách giảm góc giữa các đường cảm ứng B và trục b. Vì vậy, nếu điều khiển động cơ nhằm mục đích duy trì hằng số của góc này, thì năng lượng cơ học sẽ liên tục được lấy từ điện từ.

Do đó, dòng điện cuộn dây stato cung cấp từ hóa với sự tồn tại của một mô-men nhằm loại bỏ sự biến dạng của trường và bằng cách điều khiển pha hiện tại theo vị trí của rôto trong hệ tọa độ quay (phù hợp với giá trị của góc biến dạng), điều khiển mô-men xoắn của động cơ phản lực đồng bộ.

Động cơ phản lực đồng bộ ngày nay

Các nhà sản xuất động cơ điện hàng đầu thế giới ngày nay cho thấy sự quan tâm đặc biệt đến động cơ phản lực đồng bộ, mặc dù các phiên bản đầu tiên đã được cấp bằng sáng chế vào cuối thế kỷ 19. Thực tế là hiệu quả của động cơ phản lực đồng bộ về cơ bản vượt quá đáng kể Hiệu quả của động cơ cảm ứng phổ biếnchưa kể mật độ công suất.

Không có tổn thất năng lượng trong rôto, nhưng thường thì rôto chiếm khoảng 30% tổn thất. Điều này làm tăng tuổi thọ của động cơ điện - giảm nhiệt có hại. Khối lượng của động cơ phản lực đồng bộ và kích thước của nó nhỏ hơn 20% so với công suất không đồng bộ.

Sự quan tâm đổi mới đối với động cơ phản lực đồng bộ ngày nay chủ yếu liên quan đến khả năng rộng rãi của mô hình máy tính hiện đại, cho phép tìm ra các phiên bản hiệu quả nhất của thiết kế rôto và stator - nghiên cứu khoa học hiệu quả hơn và hiệu suất của các phiên bản hiện đại của động cơ phản lực đồng bộ đã đạt 98%, vào thời điểm đó đối với các phiên bản không đồng bộ, hiệu quả truyền thống không vượt quá 90%.

Động cơ phản lực đồng bộ được chế tạo ngày nay trên cơ sở không đồng bộ, và với cùng kích thước và kích thước lắp đặt, đạt được hiệu quả cao hơn, đạt được công suất riêng cao hơn.

Ưu điểm và nhược điểm

Được rút ra từ thép điện tấm mỏng, rôto của động cơ đồng bộ phản lực có thiết kế đơn giản và đáng tin cậy mà không cần cuộn dây ngắn và không có nam châm, do đó, dòng điện gây nóng có hại được loại bỏ trong rôto - tăng tuổi thọ và giảm chi phí cho sản phẩm, giảm chi phí bảo trì .

Do độ sáng tương đối của rôto, mô men quán tính của nó thấp, do đó động cơ tăng tốc đến tốc độ danh nghĩa nhanh hơn, dẫn đến tiết kiệm năng lượng.

Biến tần như một bộ điều khiển tốc độ làm cho điều khiển động cơ rất linh hoạt trong một phạm vi tốc độ hoạt động rộng. Đối với những thiếu sót, nó chỉ là một: sự cần thiết của một bộ chuyển đổi tần số.

Việc sử dụng bộ biến tần với hiệu chỉnh chủ động hệ số công suất cho phép đạt được hệ số công suất tối đa của hệ thống, điều này rất quan trọng trong bất kỳ sản xuất hiện đại nào.

Comments

[#1 Áo choàng]

Việc không có nam châm làm giảm chi phí của động cơ nhưng làm tăng mức tiêu thụ điện vì trong trường hợp này bạn phải tạo ra từ trường thay thếnam châm trong xe máy