มอเตอร์ซิงโครนัส AC คืออะไร? ลักษณะของมอเตอร์ซิงโครนัส AC คืออะไร
มอเตอร์ซิงโครนัส AC เป็นมอเตอร์ขับเคลื่อนความเร็วคงที่ซึ่งความเร็วของโรเตอร์รักษาความสัมพันธ์ตามสัดส่วนคงที่กับความถี่กำลัง มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องมือวัดอิเล็กทรอนิกส์ อุปกรณ์สำนักงานสมัยใหม่ เครื่องจักรสิ่งทอ ฯลฯ มอเตอร์แบบซิงโครนัสเป็นมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ และขดลวดสเตเตอร์จะเหมือนกับมอเตอร์แบบอะซิงโครนัส ความเร็วในการหมุนของโรเตอร์เท่ากับความเร็วของสนามแม่เหล็กหมุนที่เกิดจากขดลวดสเตเตอร์ ดังนั้นจึงเรียกว่ามอเตอร์ซิงโครนัส ด้วยเหตุนี้กระแสของมอเตอร์ซิงโครนัสจึงอยู่เหนือแรงดันไฟฟ้าในเฟสนั่นคือมอเตอร์ซิงโครนัสเป็นโหลดแบบคาปาซิทีฟ ด้วยเหตุนี้ ในหลายกรณีจึงใช้มอเตอร์ซิงโครนัสเพื่อปรับปรุงตัวประกอบกำลังของระบบจ่ายไฟ มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับแบบซิงโครนัส
คุณสมบัติ
มอเตอร์ซิงโครนัสสำหรับการทำงานของมอเตอร์ เนื่องจากมอเตอร์ซิงโครนัสสามารถทำงานที่ตัวประกอบกำลังไฟฟ้าชั้นนำโดยการปรับกระแสกระตุ้น จึงเป็นประโยชน์ในการปรับปรุงตัวประกอบกำลังของโครงข่ายไฟฟ้า ดังนั้นอุปกรณ์ขนาดใหญ่ เช่น โบลเวอร์ขนาดใหญ่ ปั๊มน้ำ โรงสีบอล คอมเพรสเซอร์ โรงรีด ฯลฯ มักถูกขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ซิงโครนัส ข้อได้เปรียบนี้โดดเด่นเป็นพิเศษเมื่อใช้มอเตอร์ซิงโครนัสในอุปกรณ์ขนาดใหญ่ที่มีความเร็วต่ำ นอกจากนี้ความเร็วของมอเตอร์ซิงโครนัสยังถูกกำหนดโดยความถี่พลังงานอย่างสมบูรณ์ เมื่อความถี่คงที่ ความเร็วของมอเตอร์ก็จะคงที่เช่นกัน และจะไม่เปลี่ยนแปลงตามโหลด คุณลักษณะนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในระบบส่งกำลังบางระบบ โดยเฉพาะระบบส่งกำลังแบบซิงโครนัสหลายเครื่องและระบบควบคุมความเร็วที่แม่นยำ ความเสถียรในการทำงานของมอเตอร์ซิงโครนัสนั้นค่อนข้างสูงเช่นกัน มอเตอร์ซิงโครนัสโดยทั่วไปทำงานภายใต้การกระตุ้นมากเกินไป และความจุเกินของมอเตอร์นั้นมากกว่ามอเตอร์แบบอะซิงโครนัสที่สอดคล้องกัน แรงบิดของมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสเป็นสัดส่วนกับกำลังสองของแรงดันไฟฟ้า ในขณะที่แรงบิดของมอเตอร์ซิงโครนัสถูกกำหนดโดยผลคูณของแรงดันไฟฟ้าและแรงเคลื่อนไฟฟ้าภายในที่เกิดจากมอเตอร์&กระแสกระตุ้น #39 ซึ่ง เป็นสัดส่วนกับกำลังแรกของแรงดันไฟฟ้าเท่านั้น เมื่อแรงดันไฟฟ้ากริดลดลงอย่างกะทันหันเหลือประมาณ 80% ของค่าพิกัด แรงบิดของมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสมักจะลดลงเหลือประมาณ 64% และหยุดทำงานเนื่องจากโหลดที่ไม่เคลื่อนที่ ในขณะที่แรงบิดของมอเตอร์ซิงโครนัสไม่ลดลงมากนักและสามารถบังคับ Excitation เพื่อให้แน่ใจว่ามอเตอร์ทำงานได้อย่างเสถียร
โครงสร้าง โครงสร้างของมอเตอร์ซิงโครนัสโดยพื้นฐานแล้วเหมือนกับโครงสร้างของซิงโครนัส และโรเตอร์ยังถูกแบ่งออกเป็นเสาหลักและเสาที่ซ่อนอยู่ แต่มอเตอร์ซิงโครนัสส่วนใหญ่เป็นชนิดขั้วเด่น แบบฟอร์มการติดตั้งยังแบ่งออกเป็นแนวนอนและแนวตั้ง เพื่อที่จะแก้ปัญหาการสตาร์ทของมอเตอร์ซิงโครนัส โดยทั่วไปจะมีการติดตั้งขดลวดสตาร์ทบนโรเตอร์ นอกจากนี้ยังสามารถระงับการสั่นระหว่างการทำงาน ดังนั้นจึงเรียกอีกอย่างว่าแดมเปอร์ที่คดเคี้ยว นอกจากโครงสร้างแบบดั้งเดิมที่กล่าวมาข้างต้นแล้ว ยังมีโครงสร้างโรเตอร์แบบขั้วก้ามปูที่ไม่มีการเลื่อนสัมผัส จากตัวอย่างมอเตอร์ 6 ขั้ว จะติดตั้งขั้วแม่เหล็กรูปกรงเล็บสองชุดตรงข้ามกันบนเพลาหมุน กลุ่มหนึ่งยื่นแกน 3 ขั้วไปทางขวาบนแผ่นก้ามปู อีกกลุ่มหนึ่งติดตั้งทางด้านขวาในทิศทางตรงกันข้าม เพื่อให้แผ่นก้ามปูยื่นร่างกาย 3 ขั้วไปทางซ้ายในแนวแกน ขั้วของขั้วแม่เหล็กทั้งสองชุดอยู่ตรงข้ามกัน หลังการประกอบ พื้นผิวเส้นรอบวงด้านนอกของขั้วแม่เหล็กจะไม่เป็นพื้นผิวกระเบื้องที่กลมอีกต่อไปเหมือนมอเตอร์ขั้วเด่นทั่วไป แต่พื้นผิวกระเบื้องรูปลิ่ม กล่าวคือ ส่วนโค้งของขั้วที่ปลายด้านหนึ่งจะยาวกว่าปลายอีกด้านหนึ่ง รูปร่างของโรเตอร์ทั้งหมดแสดงอยู่ในรูปภาพ ขดลวดสนามติดตั้งอยู่ที่ขอบด้านนอกของแอกทั้งสองด้าน ฟลักซ์แม่เหล็กที่สร้างขึ้นโดยผ่านช่องว่างอากาศหลักด้านข้าง gm ระหว่างขั้ว N และ S ช่องว่างอากาศตามแนวแกน g1 และ g2 ระหว่างโรเตอร์และสเตเตอร์ จากนั้นปิดผ่านฝาครอบด้านท้ายและฐาน ดังที่แสดงโดย เส้นประในรูป เพื่อป้องกันไม่ให้ฟลักซ์แม่เหล็กลัดวงจรผ่านเพลา เพลาควรทำจากเหล็กที่ไม่ใช่แม่เหล็ก หรือเพลาควรแบ่งออกเป็น 3 ส่วน ส่วนตรงกลางทำจากเหล็กที่ไม่ใช่แม่เหล็ก ข้อได้เปรียบหลักของโครงสร้างนี้คือส่วนที่หมุนได้ไม่มีการพัน และไม่มีการสัมผัสเลื่อนระหว่างวงแหวนสะสมและแปรง ดังนั้นการทำงานจึงเชื่อถือได้ โครงสร้างฉนวนนั้นเรียบง่าย และการบำรุงรักษาก็สะดวก แต่วงจรแม่เหล็กหลักนั้นยาวและมีช่องว่างอากาศมากกว่า ซึ่งจะเป็นการเพิ่มพลังงานที่จำเป็นสำหรับการกระตุ้น ตัวเรือนมอเตอร์มีแม่เหล็กแรงสูง ซึ่งจะทำให้ตลับลูกปืนร้อนขึ้น และเพลาหมุนจะต้องหุ้มฉนวนด้วยแม่เหล็กด้วย ดังนั้นมอเตอร์ชนิดนี้จึงไม่ได้รับการส่งเสริมอย่างกว้างขวางและใช้ในโอกาสพิเศษบางอย่างเท่านั้นและความจุทั่วไปไม่เกินสองสามร้อยกิโลวัตต์
การสตาร์ทมอเตอร์ซิงโครนัสสามารถสร้างแรงบิดเฉลี่ยที่ความเร็วซิงโครนัสเท่านั้น หากสเตเตอร์เชื่อมต่อกับกริดทันทีและโรเตอร์ตื่นเต้นโดย DC เมื่อสตาร์ท สนามแม่เหล็กที่หมุนของสเตเตอร์จะหมุนด้วยความเร็วซิงโครนัสทันที และสนามแม่เหล็กของโรเตอร์จะหยุดนิ่งชั่วคราวเนื่องจากความเฉื่อยของโรเตอร์และแม่เหล็กไฟฟ้า แรงบิดที่เกิดขึ้นในขณะนี้จะเป็นบวกหรือลบ การสลับกันและค่าเฉลี่ยของมันคือศูนย์ ดังนั้นมอเตอร์จึงไม่สามารถสตาร์ทเองได้ ในการสตาร์ทมอเตอร์ซิงโครนัสต้องใช้วิธีอื่น มีสองวิธีหลักดังต่อไปนี้
①วิธีการสตาร์ทแบบอะซิงโครนัส: ติดตั้งขดลวดสตาร์ทแบบกรงบนฐานเสียบแม่เหล็กหลักของมอเตอร์ เมื่อเริ่มต้น ให้ลัดวงจรการกระตุ้นที่คดเคี้ยวผ่านตัวต้านทานก่อน จากนั้นจึงเชื่อมต่อขดลวดสเตเตอร์กับกริด อาศัยแรงบิดแม่เหล็กไฟฟ้าแบบอะซิงโครนัสของขดลวดเริ่มต้นเพื่อให้มอเตอร์มีความเร็วใกล้เคียงกับความเร็วซิงโครนัสแล้วส่งกระแสกระตุ้นเข้าสู่ขดลวดกระตุ้นเพื่อสร้างสนามแม่เหล็กหลักซึ่งสามารถใช้แรงบิดแม่เหล็กไฟฟ้าแบบซิงโครนัสเพื่อดึง มอเตอร์โรเตอร์เข้าสู่ความเร็วซิงโครนัส
②วิธีการสตาร์ทมอเตอร์เสริม: โดยทั่วไป มอเตอร์เหนี่ยวนำที่มีหมายเลขขั้วเดียวกับมอเตอร์ซิงโครนัส (ความจุประมาณ 10-15% ของเครื่องหลัก) ถูกใช้เป็นมอเตอร์เสริม และเครื่องหลักจะถูกขับเคลื่อนด้วยความเร็วที่ใกล้เคียง ความเร็วซิงโครนัสแล้วพลังงานจะเปลี่ยนเป็นสเตเตอร์ของเครื่องหลักและกระแสกระตุ้นจะผ่านในขดลวดกระตุ้นเพื่อดึงโฮสต์เข้าสู่ความเร็วซิงโครนัส