同步电机:类型和应用

在电气系统中，我们在工业中使用，电站或者是国内需要，电动机和发电机已经成为一件常见的东西。随着对高能效和低功耗系统的需求，这些电子设备的新型号的发明被看到。电动机和发电机可靠运行的基本计算因素是功率因数。它是应用功率与所需功率的比值。通常，工业和工厂的总耗电量是根据功率因数计算的。因此，功率因数应始终保持统一。但由于这些器件中无功功率的上升，功率因数下降。为了使功率因数保持在统一，介绍了多种方法。同步电机的概念就是其中之一。

什么是同步电机?

同步电机的定义是:“An交流电动机在稳态时，轴的旋转与施加电流的频率同步。同步电机的工作原理与交流电机相同，但在这里，轴的总旋转次数等于所施加电流频率的整数倍。

同步电动机不依靠感应电流工作。在这些电动机中，不像感应电动机，多相交流电磁铁是存在的在国家档案馆r，产生一个旋转的磁场。这里的转子是一个永磁体，它与旋转磁场同步，并与施加于它的电流的频率同步旋转。

同步电动机设计

定子和转子分别为主要组件同步电机。在这里定子框架有包装板的键栏和圆周肋连接。底座，框架支架用于支持机器。使用滑环和电刷来激励励磁绕组。

6杆采用圆柱形和圆形转子。当需要较大数量的极时，使用凸极转子。同步电机和同步交流发电机的结构相似。

同步电机工作原理

同步电机的工作取决于定子磁场和转子磁场的相互作用。定子包含3相绕组，并提供3相电源。因此，定子绕组产生一个3相旋转磁场。直流电源给转子。

转子进入由定子绕组产生的旋转磁场中同步旋转。现在,电动机转速取决于供电电流的频率。

同步电机的速度由所施加电流的频率控制。同步电机的转速可以这样计算

Ns = 60 f / P = 120 f / P

式中，f =交流电流频率(Hz)
p =每相的总极数
P =每相的总极数。

如果加载的负载大于击穿负载，电机将不同步。三相定子绕组具有确定旋转方向的优点。在单相绕组的情况下，它是不可能推导出旋转的方向和电机可以启动的任何一个方向。为了控制这些同步电机的旋转方向，需要启动装置。

同步电机的启动方式

转子转动惯量的存在使大型同步电动机无法自动起动。因为这个惯性的转子，它是不可能的转子与定子的磁场同步的实例功率应用。所以需要一些额外的机制来帮助转子同步。

感应绕组包括在大型电机，产生足够的扭矩所需的加速。对于超大型电机，为加速空载机，采用小马电机。通过改变定子电流频率，电控电机可实现零速加速。

对于非常小的电机，当转子的惯性矩和机械负载都非常小时，它们可以不需要任何启动方法就启动。

同步电动机的类型

根据转子磁化的方法，有两种类型的同步电机-

• Non-excited。
• 直流兴奋。

Non-excited电动机

在这些电机中，转子被外部定子磁场磁化。转子包含一个恒定的磁场。高保留钢如钴钢被用来制造转子。这些电动机分为永磁体、磁阻和磁滞电动机。

• 在永磁同步电机中，转子设计是用永磁体和钢一起设计的。它们在转子中有恒定的磁场，所以不能使用感应绕组启动。用作无齿轮电梯电机。

• 在磁阻电机中，转子是由带有凸趾杆的铸钢件组成的。为了减小转矩脉动，转子极小于定子极。包含鼠笼绕组，为转子提供启动扭矩。用于仪表应用程序。
• 磁滞电机是自启动电机。这里的转子是一个由高矫顽力磁硬钴钢组成的光滑圆柱体。这些电机是昂贵的，用于精确的恒速要求。一般用作伺服电机。

直流励磁电动机

在这里，转子被通过滑环直接提供的直流电流激励。也使用交流感应和整流器。这些通常是大尺寸的，如大于1马力等。

同步电动机的应用

通常情况下,同步电动机用于要求精确和恒定速度的应用。这些马达的低功率应用包括定位机。这些也应用于机器人领域致动器。球磨机、钟表、唱机转盘也使用同步电机。此外，这些电机也被用作伺服电机和定时机器。

这些电机可在分数马蹄形尺寸范围内高功率工业尺寸范围。当用于高功率工业尺寸时，这些电机执行两个重要的功能。一种是作为一种把交流能转换成机械能的有效手段，另一种是作为一种把交流能转换成机械能的有效手段功率因数校正。你遇到过伺服电机的哪些应用?