Sinchroninių elektros variklių ypatybė yra ta, kad magnetinis srautas ir rotorius turi tą patį sukimosi greitį. Dėl šios priežasties, padidėjus apkrovai, elektros variklio rotorius nekeičia savo greičio. Ant rotoriaus yra apvija, kuri sukuria magnetinį lauką.
Kartais naudojami galingi nuolatiniai magnetai. Paprastai sinchroninėse mašinose ant rotoriaus yra tiek apvijų, kiek yra ant statoriaus. Taigi pasirodo, kad magnetinio srauto ir rotoriaus sukimosi greitis išlyginamas. Apkrova, kuri prijungta prie variklio, neturi jokios įtakos greičiui.
Elektro variklio konstrukcija
Sinchroninio variklio įtaisas susideda iš šių elementų:
- Fiksuota dalis yra statorius, ant kurio yra apvijos.
- Mobilus rotorius, kartais vadinamas induktoriumi arba inkaru.
- Priekiniai ir galiniai dangteliai.
- Ant rotoriaus montuojami guoliai.
Tarp armatūros ir statoriaus yra laisvos vietos. Į griovelius klojamos apvijos, jos sujungiamosžvaigždė. Kai tik varikliui įjungiama įtampa, srovė pradeda tekėti per armatūros apviją. Aplink induktorių susidaro magnetinis laukas. Tačiau statorius taip pat yra maitinamas. Ir čia atsiranda magnetinis srautas. Šie laukai yra nukrypę vienas nuo kito.
Kaip veikia sinchroninis variklis
Sinchroninėse mašinose statoriaus elektromagnetai yra poliai, nes jie veikia nuolatine srove. Iš viso yra dvi statoriaus apvijų sujungimo schemos:
- Salifole.
- Netiesioginis polius.
Siekiant sumažinti magnetinę varžą ir optimizuoti lauko prasiskverbimo sąlygas, naudojamos šerdys, pagamintos iš feromagnetų. Jie yra tiek statoriuje, tiek rotoriuje.
Jie pagaminti iš specialių elektrotechninio plieno rūšių, kuriose yra didžiulis kiekis tokio elemento kaip silicis. Taip galima žymiai sumažinti sūkurinę srovę, taip pat padidinti metalo elektrinę varžą.
Sinchroninių elektros variklių veikimas pagrįstas statoriaus ir rotoriaus polių sąveika. Užvedus jis įsibėgėja iki srauto greičio. Tokiomis sąlygomis elektros variklis veikia sinchroniniu režimu.
Paleidimo būdas naudojant pagalbinį elektros variklį
Anksčiau buvo naudojami specialūs paleidimo varikliai, kurie prie variklio buvo jungiami naudojant mechaninius įtaisus (diržinę pavarą, grandinę ir kt.). Paleidimo metu rotorius pradėjo suktis ir, palaipsniui įsibėgėdamas,pasiekė sinchroninį greitį. Po to pats variklis pradėjo veikti. Būtent toks yra sinchroninio variklio veikimo principas, nepriklausomai nuo konstrukcijos ir gamintojo.
Būtina sąlyga – paleidimo variklio galia turi būti maždaug 15 % pagreitinto variklio galios. Šios galios visiškai pakanka bet kokiam sinchroniniam varikliui paleisti, net jei prie jo prijungta nedidelė apkrova. Šis metodas yra gana sudėtingas, o visos įrangos kaina labai padidėja.
Šiuolaikinis paleidimo būdas
Šiuolaikinės konstrukcijos sinchroniniai varikliai neturi tokių įsijungimo grandinių. Naudojama kitokia paleidimo sistema. Maždaug tokiu būdu sinchroninis įrenginys įjungiamas:
- Reostato pagalba rotoriaus apvijos uždaromos. Dėl to inkaras trumpai jungiamas, kaip ir paprastų indukcinių variklių atveju.
- Rotoriuje taip pat yra voverės narvelio apvija, kuri ramina ir neleidžia armatūrai siūbuoti sinchronizacijos metu.
- Kai tik armatūra pasiekia mažiausią sukimosi greitį, prie jo apvijų prijungiama nuolatinė srovė.
- Jei naudojami nuolatiniai magnetai, reikia naudoti išorinius paleidimo variklius.
Yra kriogeninių sinchroninių elektros variklių, kuriuose naudojama atvirkštinio tipo konstrukcija. Sužadinimo apvijos pagamintos išsuperlaidžios medžiagos.
Sinchroninių mašinų privalumai
Asinchroniniai ir sinchroniniai varikliai yra labai panašios konstrukcijos, tačiau vis tiek yra skirtumų. Pastarasis turi aiškų pranašumą, nes sužadinimas vyksta iš nuolatinės srovės š altinio. Tokiu atveju variklis gali veikti esant labai dideliam galios koeficientui. Taip pat yra ir kitų sinchroninių variklių privalumų:
- Jie dirba padidintu tarifu. Tai leidžia sumažinti energijos suvartojimą ir žymiai sumažinti srovės nuostolius. Sinchroninės mašinos efektyvumas bus daug didesnis nei tokios pat galios asinchroninio variklio.
- Sukimo momentas tiesiogiai priklauso nuo tinklo įtampos. Net jei įtampa tinkle sumažės, galia išliks.
Tačiau vis tiek asinchroninės mašinos naudojamos daug dažniau nei sinchroninės. Faktas yra tas, kad jie pasižymi dideliu patikimumu, paprasto dizaino, nereikalauja papildomos priežiūros.
Sinchroninių variklių trūkumai
Pasirodo, kad sinchroninės mašinos turi daug daugiau trūkumų. Štai tik pagrindiniai:
- Sinchroninio variklio grandinė yra gana sudėtinga, ją sudaro daugybė elementų. Būtent dėl šios priežasties įrenginio kaina yra labai didelė.
- Būtinai naudokite nuolatinį induktoriaus maitinimo š altinįsrovė. Tai labai apsunkina visą statybą.
- Elektros variklio užvedimo procedūra yra gana sudėtinga nei asinchroninių mašinų.
- Rotoriaus greitį galima reguliuoti tik naudojant dažnio keitiklius.
Apskritai sinchroninių variklių privalumai gerokai nusveria trūkumus. Dėl šios priežasties jie labai dažnai naudojami ten, kur būtina vykdyti nuolatinį nenutrūkstamą gamybos procesą, kur nebūtina dažnai stabdyti ir paleisti įrangos. Sinchronines mašinas galima rasti malūnuose, trupintuvuose, siurbliuose, kompresoriuose. Jie retai išsijungia, dirba beveik nuolat. Naudojant tokius variklius galima žymiai sutaupyti energijos.
