Конструкция синхронного двигателя: Синхронный двигатель с постоянными магнитами

Posted on by alexxlab

Содержание

Синхронные двигатели с постоянными магнитами на роторе: управление (синус и/или трапеция)

Например, термин PMSM (СДПМ) может применяться для обозначения двигателя с постоянными магнитами на роторе, независимо от формы его ЭДС, но так же часто его применяют, подразумевая исключительно синусоидальную форму ЭДС двигателя.

Термин BLDC (БДПТ) может применяться для обозначения двигателя с постоянными магнитами на роторе и трапецеидальной ЭДС, а может вообще обозначать не двигатель, а некий мехатронный узел, включающий в себя:

  • двигатель с постоянными магнитами и трапецеидальной ЭДС
  • датчик положения ротора
  • управляемый по сигналам этого датчика полупроводниковый коммутатор.

Собственно этот мехатронный узел, который может, как и двигатель постоянного тока, управляться постоянным напряжением, и породил сам термин BLDC (БДПТ).

Ещё по отношению к синхронным двигателям с постоянными магнитами на роторе в отечественной литературе, можно встретить название «вентильный двигатель»

.

Попытки автора разобраться с этим термином быстро зашли в тупик, так как в различных источниках обнаружились явные противоречия.

Например, в книге Г.Б. Онищенко «Электрические двигатели» на стр. 47 «вентильным» называется двигатель соответствующий термину BLDC (БДПТ), что предполагает трапецеидальную ЭДС, и это понимаемо.

Но двигатели типа 5ДВМ сам производитель (ЧЭАЗ) называет «вентильными», хотя при этом утверждает, что они имеют синусоидальную ЭДС.

А вот «Википедия»: «Вентильный двигатель следует отличать от бесколлекторного двигателя постоянного тока (БДПТ), который имеет трапецеидальное распределение магнитного поля в зазоре…».

Ну…приехали…

Какой термин, какой форме ЭДС соответствует – непонятно.

А между тем, именно эта форма определяет выбор структуры системы управления двигателем.

Как человек, занимающийся этим управлением, хочу предложить:

  • во избежание путаницы забыть термин «вентильный двигатель»
  • термином БДПТ обозначать не двигатель, а исключительно описанный выше мехатронный узел (аналог двигателя постоянного тока)
  • делить синхронные двигатели с постоянными магнитами на роторе (СДПМ) по типу ЭДС на две группы:
    с синусоидальной ЭДС (далее, для краткости, — СДПМс)
    с трапецеидальной ЭДС (далее, для краткости, — СДПМт)

Управление

При управлении двигателями с синусоидальной ЭДС используется векторное регулирование (подробно описано в книжке по ссылке http://3v-services.com/books/978-5-97060-766-4/978-5-97060-766-4_SimInTech-01.pdf). С точки зрения возможностей и качества управления это наилучший вариант.

Однако и двигатели с трапецеидальной ЭДС в силу более простой конструкции статорных обмоток и возможности более простого управления применяются довольно часто.

Конструкция двигателей

Форма ЭДС определяется конструкцией двигателя.

Ротор синхронных двигателей представляет собой магнит с различным количеством пар полюсов.

На Рис 1. показаны возможные конструкции статорных обмоток. Обычно синусоидальной ЭДС соответствует «распределенная» намотка, а трапецеидальной «сосредоточенная».

Рис.1


Статорная обмотка двигателя с трапецеидальной ЭДС проще и технологичнее, за счёт этого цена такого двигателя несколько ниже.


Далее остановимся более подробно на двигателе с трапецеидальной ЭДС (СДПМт)

Двигатель с одной парой полюсов будет выглядеть в разрезе так, как показано на Рис.2.

Рис.2


На статоре СДПМт намотаны три обмотки (А, В, С), сдвинутые в пространстве на 120º. Каждая обмотка состоит из двух секций, включённых встречно. Таким образом, при протекании тока в обмотке она создаёт внутри двигателя два полюса (положительный и отрицательный), к которым и притягивается магнитный ротор. Поочередное изменение токов в обмотках переключает полюса обмоток и заставляет ротор двигаться вслед за полем. На этом и основан принцип работы двигателя.

Уравнения равновесия статорных обмоток двигателя
Уравнения равновесия статорных обмоток двигателя при его включении в «звезду» в неподвижных фазных координатах АВС имеют вид (1).

(1)

Здесь:

— фазные напряжения

— потокосцепления фазных обмоток

— токи фаз

— активное сопротивление фазной обмотки.


Поток в обмотке каждой фазы формируется из следующих составляющих:

  • поток, наводимый собственным током фазы
  • поток, наводимый магнитными полями других фазных обмоток
  • поток, наводимый в обмотке магнитами ротора.

Проиллюстрируем это системой (2):

(2)


Где:

— индуктивность фазных обмоток

— взаимные индуктивности обмоток

— потокосцепления, наводимые в обмотках магнитом ротора.

В общем случае все индуктивности системы (2) могут являться переменными функциями угла поворота поля .

В частном случае для неявнополюсного двигателя (при цилиндрическом роторе) индуктивности и взаимные индуктивности обмоток не зависят от угла.

Обозначив

— индуктивность фазной обмотки,

— взаимная индуктивность двух фазных обмоток,

и подставив выражения (2) в систему (1), получим выражение (3):

 (3)

Заметив, что производные по времени от потокосцеплений магнитов ротора


есть не что иное, как наводимая магнитами ротора в этих обмотках ЭДС, систему (3) можно переписать в виде (4).

 (4)


Теперь введем понятие единичной функции формы ЭДС.

Единичная функция формы ЭДС — это функция от угла поля (), имеющая единичную амплитуду и повторяющая по форме ЭДС. Для фаз А, В, С обозначим эти функции: 

Используя единичные функции формы, мгновенные ЭДС в фазах можно
представить выражением (5):
 (5)


Где:
 — амплитуда потокосцепления ротора и фазной обмотки
 — скорость вращения поля
 — скорость вращения ротора
 — число пар полюсов двигателя.


Зависимости единичных функций формы ЭДС обмоток СДПМт от угла
поворота поля представлены На Рис.3.

Рис. 3

Вывод формулы для расчёта электромагнитного момента СДПМт

Момент, создаваемый двигателем, является суммой моментов, создаваемых его обмотками.

Посмотрим на уравнение равновесия обмотки фазы А из системы (4).

Умножив обе его части на ток обмотки, получим уравнение для мгновенной электрической мощности обмотки:


Рассмотрим составляющие этой мощности:


 — реактивная мощность обмотки
 — активная мощность, рассеивающаяся в обмотке

 — мощность, создающая электромагнитный момент.


Если пренебречь потерями при переходе электрической мощности в механическую, то можно записать:

,

или:

 (6)

Где:

 — электромагнитный момент двигателя

 — угловая скорость вращения ротора.

Подставив в формулу (6) значения ЭДС из соотношений (5), получим формулу вычисления электромагнитного момента ротора (7).

 (7)

Коммутация обмоток СДПМт

В соответствии с формулой (7) момент СДПМт пропорционален сумме произведений фазных токов на функции формы соответствующих ЭДС.

Максимальное значение ЭДС обмотки соответствует плоским участкам трапеции ЭДС. Если бы нам удалось на этих участках угловой траектории сформировать в обмотках токи некоторой постоянной амплитуды, например, совпадающие по знаку со знаком ЭДС, то это позволило бы сформировать при этих токах максимальный постоянный положительный момент.

Для примера рассмотрим на Рис.3 участок угловой траектории от /6 до /2. На этом участке ЭДС в фазе А имеет максимально отрицательное значение, а в фазе В максимально положительное. Следовательно, для получения положительного момента на этом участке угловой траектории надо обеспечить в фазе А отрицательное, а в фазе В положительное значение тока. Для этого фазу А можно подключить на отрицательный, а фазу В на положительный полюса внешнего источника постоянного напряжения (Udc). При этом фаза С не используется (отключена от источника Udc).

Величина тока, протекающего через обмотки, будет в свою очередь определяться прикладываемым к обмоткам напряжением, величиной ЭДС и параметрами обмоток.

Если рассуждать таким образом, то можно составить таблицу коммутаций обмоток, обеспечивающих в зависимости от положения ротора момент нужного знака (Табл. 1).

Табл.1 Алгоритм коммутации

Обмотки трёхфазного двигателя можно коммутировать на внешний источник напряжения с помощью трехфазного мостового инвертора. Для этого состояние инвертора надо поставить в зависимость от положения ротора. Обычно это делается с помощью датчика положения ротора (ДПР). Этот датчик имеет три канала. Каждый канал выдает за один оборот двигателя импульс, соответствующий половине периода вращения, при этом импульсы в каналах сдвинуты на 120º.

Логическая обработка сигналов ДПР позволяет определить в каком из шести секторов в данный момент находится ротор.

Работа ДПР поясняется Табл. 2.


Возможная структура системы управления моментом СДПМт

Алгоритм, описанный в Табл.1, предполагает протекание одного и того же тока в двух фазах двигателя при единичном значении функции формы ЭДС в обмотках фаз. Поэтому выражение (7) можно переписать в виде (8).

(8)


Где:

— значение тока в фазах

 

То есть значение момента пропорционально величине тока в обмотках двигателя.

Вытекающая из формулы (8) структура системы управления моментом в приводе с СДПМт изображена на Рис.4.

 

 

Рис. 4

 

Данная структура позволяет получить нужный момент, формируя в обмотках двигателя ток необходимой амплитуды, при сохранении алгоритма коммутации (Табл.1).

Эта задача решается с помощью создания на базе трёхфазного мостового инвертора контура тока с ШИМ.

Регулятор тока (ПИ-рег.) формирует сигнал задания напряжения обмоток (U), которое затем реализуется инвертором с ШИМ в соответствии с алгоритмом коммутации (Табл.1).

В качестве сигнала обратной связи в контуре можно использовать  трёхфазно-выпрямленные сигналы датчиков тока фаз или сигнал датчика тока в звене постоянного тока инвертора ().

На основе рассмотренного канала управления моментом можно строить внешние контуры управления скоростью и положением.

Однако
Если бы токи в обмотках спадали до нуля и нарастали до нужного уровня  мгновенно, то  момент двигателя, определяемый их величиной, в установившемся режиме был бы постоянным. В действительности же реальные переходные процессы при коммутации обмоток приводят  к пульсациям момента. В зависимости от параметров обмоток, а также соотношения величин текущей ЭДС и напряжения звена постоянного тока эти пульсации могут быть различны по длительности, амплитуде и знаку.

Кроме этих коммутационных пульсаций в рассматриваемой системе также будут иметь место пульсации момента на частоте ШИМ.

Ниже приведен пример работы модели системы регулирования скорости. Данная модель построена в среде SimInTehc на элементах специализированного тулбокса «Электропривод». Среда позволяет получить максимальное приближение моделируемых процессов к реальности с учетом эффектов временной и уровневой дискретизации.

Часть модели, а именно — модель цифровой системы управления скоростью приведена ниже, на Рис.5. Регулятор скорости системы (Рег.W) выдаёт сигнал момента, который отрабатывается структурой построенной в соответствии с Рис.4.

Рис. 5

 

Для управления был выбран двигатель со следующими параметрами:

Rs=2.875 Ом — сопротивление обмотки фазы

Ls=8.5e-3 Гн – индуктивность фазы

F=0.175 Вб – потокосцепление ротора

Zp=4 —  число пар полюсов

Jr=0. 06 кг∙м2 — момент инерции ротора

Напряжение в звене постоянного тока привода было принято равным 100В.

В контуре тока электропривода использовалась ШИМ с частотой 5кГц.

В процессе регулирования  происходило ступенчатое увеличение частоты при постоянном моменте сопротивления на валу двигателя (10 Нм).

Графики, полученные в процессе работы модели, приведены на Рис.6.

Рис.6

На графике момента видны существенные пульсации.

Отметим, что в основном они связаны именно с переходными процессами при коммутации обмоток и имеют соответственно частоту ушестерённую по отношению к заданной.

Пульсации, связанные с ШИМ, в данном случае, невелики.

Заметим, что коммутационные пульсации существенно возрастают при увеличении момента, что связано с увеличением тока.

Несколько спасает то, что их влияние  на скорость снижает инерция.

А можно ли векторно управлять СДПМт?
Если очень хочется — то можно. Однако и здесь не без особенностей.

Математика и структура стандартной векторной системы управления исходит из синусоидальности поля в зазоре. При трапецеидальной ЭДС это условие нарушается, правда не очень сильно (трапеция это же почти синус).

 А результатом  этого «почти» будут опять же пульсации момента.

Вид модели цифровой системы векторного управления скоростью в среде SimInTech показан на Рис.7.

 

Рис.7

 

Ниже на Рис.8 показан график работы модели уже рассмотренного ранее СДПМт работающего в рассмотренном ранее  режиме, но под управлением векторной системы.

В графике момента мы опять наблюдаем пульсации (хотя по сравнению с предыдущим вариантом они несколько уменьшились).

Причины пульсации при векторном управлении и управлении по ДПР различны, но их частота та же – ушестерённая по отношению к заданной.

Заметим, что вследствие несинусоидальности ЭДС токи в обмотках двигателя также будут принципиально несинусоидальными (это действительно так, хотя в масштабе графика на Рис.8 и не слишком заметно).

 

Рис.8


А можно ли с помощью коммутации обмоток по ДПР управлять двигателем с синусоидальной ЭДС?


С точки зрения автора можно – но не нужно.


 

Наряду с коммутационными пульсациями момента синусоидальность ЭДС (отсутствие плоской вершины трапеции) в данном случае неминуемо вызовет ещё и дополнительные пульсации, снижающие качество регулирования даже по сравнению с управляемым по ДПР двигателем СДПМт.

А при векторном управлении двигателем с синусоидальной ЭДС пульсаций момента не будет.


Для подтверждения этого тезиса ниже (Рис.9) приведены графики работы модели двигателя с рассмотренными ранее параметрами, но с синусоидальной ЭДС и векторной системой управления скоростью.

Видно, что пульсации момента в этом случае практически отсутствуют. При правильной настройке регуляторов системы они связаны только с ШИМ-преобразованием и для данного случая почти не видны.

 

Рис.9

Итоги

Для синхронников с страпецеидальной ЭДС — коммутация по ДПР.

Так же возможно использование и более сложного векторного алгоритма регулирования, что может дать снижение уровня пульсации момента.

Для синхронников с синусоидальной ЭДС лучший вариант это векторное регулирование.

Это сочетание идеально для построения точного электропривода (что собственно и так было понятно).

 

 

Ю.Н. Калачёв

 

 

Список литературы

 

[1]   А. С. Пушкин «Полтава».

Устройство и принцип действия синхронного двигателя

Принцип действия синхронного двигателя примерно такой же, как и у асинхронного. Но есть несколько отличий, которые имеют ключевое значение при выборе мотора для той или иной конструкции. В промышленности получили широкое распространение асинхронные машины – их доля достигает 96% от общего количества электрических двигателей. Но это вовсе не говорит о том, что отсутствуют другие типы электрических агрегатов.

Отличие от асинхронного мотора

Главное отличие синхронной машины заключается в том, что скорость вращения якоря такая же, как и аналогичная характеристика магнитного потока. И если в асинхронных моторах используется короткозамкнутый ротор, то в синхронных имеется на нем проволочная обмотка, к которой подводится переменное напряжение. В некоторых конструкциях используются постоянные магниты. Но это делает двигатель дороже.

Если увеличивать нагрузку, подключаемую к ротору, частота вращения его не изменится. Это одна из ключевых особенностей такого типа машин. Обязательное условие – у движущегося магнитного поля должно быть столько же пар полюсов, сколько у электромагнита на роторе. Именно это гарантирует постоянную угловую скорость вращения этого элемента двигателя. И она не будет зависеть от момента, приложенного к нему.

Конструкция мотора

Устройство и принцип действия синхронных двигателей несложны. Конструкция включает в себя такие элементы, как:

  1. Неподвижная часть – статор. На ней находится три обмотки, которые соединяются по схеме «звезда» или «треугольник». Статор собран из пластин электротехнической стали с высокой степенью проводимости.
  2. Подвижная часть – ротор. На нем тоже имеется обмотка. При работе на нее подается напряжение.

Между ротором и статором имеется прослойка воздуха. Она обеспечивает нормальное функционирование двигателя и позволяет магнитному полю беспрепятственно воздействовать на элементы агрегата. В конструкции присутствуют подшипники, в которых вращается ротор, а также клеммная коробка, расположенная в верхней части мотора.

Как работает двигатель

Если кратко, принцип действия синхронного двигателя, как и любого другого, заключается в преобразовании одного вида энергии в другой. А конкретно – электрической в механическую. Работает мотор таким образом:

  1. На статорные обмотки подается переменное напряжение. Оно создает магнитное поле.
  2. На обмотки ротора также подается переменное напряжение, создающее поле. Если используются постоянные магниты, то это поле уже по умолчанию имеется.
  3. Два магнитных поля взаимопересекаются, противодействуют друг другу – одно толкает другое. Из-за этого двигается ротор. Именно он установлен на шарикоподшипниках и способен свободно вращаться, дать ему нужно только толчок.

Вот и все. Теперь остается только использовать полученную механическую энергию в нужных целях. Но требуется знать, как правильно вывести в нормальный режим синхронный двигатель. Принцип работы у него отличается от асинхронного. Поэтому требуется придерживаться определенных правил.

Для этого электродвигатель подключают к оборудованию, которое необходимо привести в движение. Обычно это механизмы, которые должны работать практически без остановок – вытяжки, насосы и прочее.

Синхронные генераторы

Обратная конструкция – синхронные генераторы. В них процессы протекают немного иначе. Принцип действия синхронного генератора и синхронного двигателя отличаются, но не существенно:

  1. На обмотку статора не подается напряжение. С нее оно снимается.
  2. На обмотку ротора подается переменное напряжение, которое необходимо для создания магнитного поля. Потребление электроэнергии крайне маленькое.
  3. Ротор электрогенератора раскручивается при помощи дизельного или бензинового двигателя либо же силой воды, ветра.
  4. Вокруг ротора имеется магнитное поле, которое двигается. Поэтому в обмотке статора индуцируется ЭДС, а на концах появляется разность потенциалов.

Но в любом случае требуется стабилизировать напряжение на выходе генераторной установки. Для этого достаточно запитать роторную обмотку от источника, напряжение которого постоянно и не изменяется при колебаниях частоты вращения.

Полюсы обмоток двигателя

В конструкции ротора имеются постоянные или электрические магниты. Их обычно называют полюсами. На синхронных машинах (двигателях и генераторах) индукторы могут быть двух типов:

  1. Явнополюсными.
  2. Неявнополюсными.

Они различаются между собой только взаимным расположением полюсов. Для уменьшения сопротивления со стороны магнитного поля, а также улучшения условий для проникновения потока, используются сердечники, изготовленные из ферромагнетиков.

Эти элементы располагаются как в роторе, так и в статоре. Для изготовления используются только сорта электротехнической стали. В ней очень много кремния. Это отличительная особенность такого вида металла. Это позволяет существенно уменьшить вихревые токи, повысить электрическое сопротивление сердечника.

Воздействие полюсов

В основе конструкции и принципа действия синхронных двигателей лежит обеспечение влияния пар полюсов ротора и статора друг на друга. Для обеспечения работы нужно разогнать индуктор до определенной скорости. Она равна той, с которой вращается магнитное поле статора. Именно это позволяет обеспечить нормальную работу в синхронном режиме. В момент, когда происходит запуск, магнитные поля статора и ротора взаимно пересекаются. Это называется «вход в синхронизацию». Ротор начинает вращаться со скоростью, как у магнитного поля статора.

Самое сложное в работе синхронного мотора – это его запуск. Именно поэтому его используют крайне редко. Ведь конструкция усложняется за счет системы запуска. На протяжении долгого времени работа синхронного двигателя зависела от разгонного асинхронника, механически соединенным с ним. Что это значит? Второй тип двигателя (асинхронный) позволял разогнать ротор синхронной машины до подсинхронной частоты. Обычные асинхронники не требуют специальных устройств для запуска, достаточно только подать рабочее напряжение на обмотки статора.

После того, как будет достигнута требуемая скорость, происходит отключение разгонного двигателя. Магнитные поля, которые взаимодействуют в электрическом моторе, сами выводят его на работу в синхронном режиме. Для разгона потребуется другой двигатель. Его мощность должна составлять примерно 10-15 % от аналогичной характеристики синхронной машины. Если нужно вывести в режим электродвигатель 1 кВт, для него потребуется разгонный мотор мощностью 100 Вт. Этого вполне достаточно, чтобы машина смогла работать как в режиме холостого хода, так и с незначительной нагрузкой на валу.

Более современный способ разгона

Стоимость такой машины оказывалась намного выше. Поэтому проще использовать обычный асинхронный мотор, пусть и много у него недостатков. Но именно его принцип работы и был использован для уменьшения габаритов и стоимости всей установки. При помощи реостата производится замыкание обмоток на роторе. В итоге двигатель становится асинхронным. А запустить его оказывается намного проще – просто подается напряжение на обмотки статора.

Во время выхода на подсинхронную скорость возможно раскачивание ротора. Но это не происходит за счет работы его обмотки. Напротив, она выступает в качестве успокоителя. Как только частота вращения будет достаточной, производится подача постоянного напряжения на обмотку индуктора. Двигатель выводится в синхронный режим. Но такой способ можно воплотить только в том случае, если используются моторы с обмоткой на роторе. Если там применяется постоянный магнит, придется устанавливать дополнительный разгонный электродвигатель.

Преимущества и недостатки синхронных моторов

Основное преимущество (если сравнивать с асинхронными машинами) – за счет независимого питания роторной обмотки агрегаты могут работать и при высоком коэффициенте мощности. Также можно выделить такие достоинства, как:

  1. Снижается ток, потребляемый электродвигателем, увеличивается КПД. Если сравнивать с асинхронным мотором, то эти характеристики у синхронной машины оказываются лучше.
  2. Момент вращения прямо пропорционален напряжению питания. Поэтому даже если снижается напряжение в сети, нагрузочная способность оказывается намного выше, нежели у асинхронных машин. Надежность устройств такого типа существенно выше.

Но вот имеется один большой недостаток – сложная конструкция. Поэтому при производстве и последующих ремонтах затраты окажутся выше. Кроме того, для питания обмотки ротора обязательно требуется наличие источника постоянного тока. А регулировать частоту вращения ротора можно только с помощью преобразователей – стоимость их очень высокая. Поэтому синхронные моторы используются там, где нет необходимости часто включать и отключать агрегат.

Синхронный электродвигатель- устройство, работа и применение

Синхронный двигатель является электрической машиной, работающей в сети переменного тока. Синхронными электрические машины называются потому, что частота вращения вала ротора точно соответствует частоте магнитного поля, индуцируемого статором.

Как любая вращающаяся электрическая машина, синхронный двигатель состоит из ротора, в данном случае являющегося индуктором и статора, именуемого также якорем. На роторе (индукторе) выполнена обмотка возбуждения, которая питается напряжением постоянного тока через коллекторный механизм. На статоре намотана обмотка переменного тока, которая образует магнитное поле. Само же магнитное поле движеся по кругу, то есть. вращается При взаимодействии с полем индуктора создает вращающий электромагнитный момент на роторе.
Первоначально запуск двигателя осуществляется в асинхронном режиме, то есть, с короткозамкнутым ротором. В этом режиме машина, являющаяся по сути асинхронной, разгоняется до скорости, приближающейся к синхронной. Затем на обмотку индуктора подается постоянный ток (перед этим обмотка, естественно, размыкается) и осуществляется так называемый «вход в синхронизм».

Область применения

Область применения синхронных двигателей обусловлена рядом их особенностей, а именно:

  • — стабильностью частоты вращения как при колебании напряжения в питающей электросети, так и при изменении величины механической нагрузки на валу;
  • — возможностью работы с очень высоким коэффициентом мощности — вплоть до единицы.

Первое качество делает синхронные двигатели незаменимыми в качестве приводных для прецизионных обрабатывающих станков. Также часто синхронные двигатели используются для привода мощных насосных, компрессорных и вентиляционных установок. Этим же свойством обусловлено их практически исключительное применение в качестве гидрогенераторов и турбогенераторов на электрических станциях.
Вторая особенность синхронных двигателей делает привлекательным его использование в качестве источника реактивной энергии, что позволяет гибко регулировать значение коэффициента мощности и уровня напряжения в сети. При правильном заключении договоров на электроснабжение можно получить экономию средств, имея повышенное значение косинуса-фи.
При работе синхронного двигателя с коэффициентом мощности, равном единице, двигатель потребляет из сети только активную мощность, за счет чего снижаются потери мощности в питающих линиях электропередачи. Это обусловлено тем, что потери в линиях пропорциональны полной электрической мощности, а величина последней в рассматриваемом случае снижается, что происходит за счет уменьшения реактивной составляющей вплоть до нуля.
Работающий на холостом ходу в режиме перевозбуждения синхронный двигатель представляет собой синхронный компенсатор.

То есть, генератор реактивной мощности, который способен обеспечивать потребность реактивной мощности узла потребления, к которому он подключен.

Мощный синхронный двигатель, оснащенный системами автоматической регулировки возбуждения с обратной связью по напряжению, а также форсирования тока возбуждения – это инструмент для регулирования и перераспределения потоков реактивной мощности и уровня напряжения в электрической сети.
Выбор синхронных двигателей при проектировании и в процессе реконструкции электросетей крупных потребителей обеспечивает повышение устойчивости работы энергосистемы, разгрузку линий электропередачи, улучшение качества электроэнергии, дает возможность минимизировать затраты на покупку электрической энергии.

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.

Похожее

Синхронные машины — презентация онлайн

1. СИНХРОННЫЕ МАШИНЫ

2. Конструкция синхронных машин

Как следует из названия синхронных
машин, скорость вращения ротора равна
скорости вращения магнитного поля, и
ротор вращается в сторону вращения поля.
Следовательно, скольжение синхронных
машин в установившемся режиме работы и
частоту токов в роторе можно выразить в
следующем виде
s = (n1 — n2)/n1 = 0 , f2 = s f1 = 0 .

3. Конструкция синхронных машин

Таким образом, цепь ротора синхронной
машины является цепью постоянного тока, а
ЭДС наводится только в обмотке статора.
Поэтому в синхронных машинах помимо
разделения активной части на неподвижную
и подвижную (статор и ротор) применяется
другое разделение. Та часть машины, в
обмотке которой наводится ЭДС, называется
якорем, а часть машины постоянного тока –
индуктором.

4. Конструкция синхронных машин

Статор (якорь) синхронной машины не
отличается от статора машины асинхронной.
Ротор – это часть постоянного тока, поэтому
его магнитопровод может выполняться как
массивным, так и шихтованным. Обмотка
ротора питается от источника постоянного
тока и является однофазной. Эта обмотка
называется обмоткой возбуждения.

5. Конструкция синхронных машин

Конструктивная схема машины: 1 — якорь, 2 обмотка якоря, 3 — полюса индуктора, 4 — обмотка
возбуждения, 5 — щетки и контактные кольца

6. Конструкция синхронных машин

В зависимости от конструкции магнитопровода
ротора синхронные машины делятся на два
класса : явнополюсные (ЯСМ) и
неявнополюсные (НСМ). Явнополюсный ротор
синхронных машин имеет выступающие
полюсы, сердечник которых в крупных
машинах шихтуется из пластин
конструкционной стали толщиной 1- 2 мм, а в
машинах небольшой мощности — из пластин
электротехнической стали толщиной 0,5 -1 мм.

7. Конструкция синхронных машин

Поперечные разрезы роторов
неявнополюсной (а) и явнополюсной (б) машин:
1 — сердечник, 2 — обмотка возбуждения

8. Конструкция синхронных машин

В магнитном отношении ротор имеет две оси
симметрии: продольную d, совпадающую с осью
полюсов и обмотки возбуждения, и поперечную q,
ей
перпендикулярную
(смещенную
на
электрический угол 900).
На полюсах ротора часто устанавливают
демпферную обмотку. Ее размещают в пазах
полюсных наконечников. Медные или латунные
стержни этой обмотки, уложенные в пазы, по
торцам замыкают сегментами так, что образуется
короткозамкнутая клетка. Демпферные обмотки
делятся на продольные и продольно-поперечные.

9. Конструкция синхронных машин

Продольная (а) и продольно-поперечная (б)
демпферная обмотка ЯСМ

10. Конструкция синхронных машин

Ротор горизонтальной ЯСМ

11. Конструкция синхронных машин

Ротор НСМ (турбогенератора):1 — контактные
кольца, 2 — бандажи обмотки возбуждения, 3 бочка ротора, 4 — вентилятор, 5 — вал

12. Конструкция синхронных машин

Поперечный разрез ротора двухполюсного
турбогенератора (НСМ)

13. Принцип работы синхронных машин

Если по обмотке возбуждения пропустить
постоянный ток, то он создаст постоянное во
времени и неподвижное относительно ротора
магнитное поле с чередующейся полярностью.
При вращении ротора (индуктора) посторонним
двигателем его магнитное поле будет вращаться
относительно неподвижной обмотки статора
(якоря) и наводить в ней переменную ЭДС.

14. Принцип работы синхронных машин

Если на якоре уложена симметричная
трехфазная обмотка (магнитные оси фаз
сдвинуты в пространстве на электрический угол
120°, электрические сопротивления и числа
витков фаз одинаковы), то в этой обмотке
индуктируется симметричная система ЭДС
(равны по модулю и сдвинуты во времени на
угол 1200).
Частота f1 индуктируемых в обмотках ЭДС
равна
f1 = pn2/60

15. Принцип работы синхронных машин

Если теперь к трехфазной обмотке якоря
синхронного генератора подключить
симметричное внешнее сопротивление, то по
обмотке будет протекать симметричная
система токов, создающих круговое
вращающееся магнитное поле якоря (см.
раздел 5.3). Частота вращения этого поля
относительно статора равна
n1 = 60f1/p.

16. Принцип работы синхронных машин

Работа при холостом ходе
Под
холостым
ходом
синхронного
генератора понимается такой режим его
работы, при котором ротор вращается
приводным двигателем, а ток в обмотке якоря
равен нулю. В этом случае магнитное поле
машины создается обмоткой возбуждения.
Это поле можно разложить на две
составляющие: основное поле, магнитные
линии которого пронизывают обмотку якоря, и
поле рассеяния, магнитные линии которого
сцеплены только с обмоткой возбуждения.

17. Принцип работы синхронных машин

Магнитный поток основного поля при
вращении ротора индуктирует в обмотке якоря
ЭДС, форма изменения которой во времени
должна быть максимально приближена к
синусоиде. Это требование обусловлено
стандартом качества электрической энергии
(ГОСТ 13109-97). Критерием для оценки
служит коэффициент искажения
синусоидальности кривой напряжения, равный
КнсU = 100 ( Un2) /Uн , (%)

18. Принцип работы синхронных машин

В явнополюсной синхронной машине МДС
постоянна на полюсном делении (обмотка
возбуждения сосредоточенная). Поэтому для
обеспечения синусоидальности распределения
магнитного потока необходимо, чтобы
магнитное сопротивление рабочему потоку
изменялось обратно пропорционально закону
синуса. Для этого зазор между полюсом и
статором делают неравномерным, под краями
полюса зазор max обычно в 1,5 — 2,5 раза больше,
чем под его серединой (ось d).

19. Принцип работы синхронных машин

Распределение индукции в воздушном зазоре
явнополюсной синхронной машины

20. Принцип работы синхронных машин

В неявнополюсной синхронной машине
неизменным остается магнитное сопротивление,
так как воздушный зазор постоянен. Поэтому
для обеспечения синусоидальности
распределения магнитного потока необходимо,
чтобы МДС возбуждения изменялась по
синусоидальному закону. Для этого обмотку
возбуждения делают распределенной .
Пренебрегая влиянием пазов можно считать, что
МДС обмотки возбуждения и магнитное поле
распределены по окружности по
трапецеидальному закону.

21. Принцип работы синхронных машин

Амплитудные значения основных гармоник
МДС и индукции поля возбуждения
соответственно равны
Fв1 = (4/ ) (sin / ) Fвmax = (4/ ) (sin / ) Iвwв ,
B m1 =
(4/ ) (sin / ) B max

22. Принцип работы синхронных машин

Распределение МДС в НСМ

23. Реакция якоря

Воздействие МДС якоря на поле возбуждения
машины называется реакцией якоря.
Электрическая схема замещения фазы обмотки
якоря

24. Реакция якоря

Реакция якоря (а) и векторная диаграмма (б)
синхронного генератора при индуктивной
нагрузке

25. Реакция якоря

Реакция якоря (а) и векторная диаграмма (б)
синхронного генератора при емкостной нагрузке

26. Реакция якоря

Реакция якоря (а) и векторная диаграмма (б)
синхронного генератора при = 0

27. Реакция якоря

Разложение тока якоря на продольную и
поперечную составляющие

28. Характеристики синхронного генератора

Рабочие свойства синхронного генератора
оценивают его характеристиками, важнейшими
из которых являются следующие:
характеристика холостого хода, трехфазного
короткого замыкания, индукционная
нагрузочная, внешние и регулировочные.
Характеристика холостого хода — это
зависимость ЭДС холостого хода от тока (или
МДС) возбуждения, т.е. E10 = f(Iв) при
неизменной частоте вращения (n2 = n1 =
const).

29. Характеристики синхронного генератора

Опытная (пунктирная линия) и расчетная
(сплошная линия) характеристика холостого
хода

30. Характеристики синхронного генератора

Характеристика трехфазного короткого
замыкания представляет собой зависимость
тока обмотки якоря при коротком замыкании
от тока возбуждения, т. е. I1к = f(Iв) при
неизменной скорости ротора n2 = n1 = const.
E10 = jI1кxd

31. Характеристики синхронного генератора

Векторная диаграмма явнополюсного
синхронного генератора при коротком
замыкании

32. Характеристики синхронного генератора

Характеристики короткого замыкания
синхронного генератора:
1 — трехфазное КЗ, 2 — двухфазное КЗ, 3 однофазное КЗ

33. Характеристики синхронного генератора

Схемы короткого замыкания обмотки якоря:
а — трехфазное, б — двухфазное, в однофазное

34. Характеристики синхронного генератора

Внешние характеристики представляют собой
зависимости напряжения генератора от тока
якоря U1 = f (I1) при Iв = const, n2 = n1 = const и cos
= const. Они являются основными
эксплуатационными характеристиками
генератора и показывают, как изменяется
напряжение U1 на выводах генератора с ростом
тока нагрузки I1, если ток возбуждения и
характер нагрузки остаются неизменными.

35. Характеристики синхронного генератора

Внешние характеристики синхронного
генератора: а — при увеличении нагрузки,
б — при уменьшении нагрузки

36. Характеристики синхронного генератора

Регулировочные характеристики
представляют собой зависимости Iв = f(I1) при
U1 = const, n2 = n1 = const и cos = const.
Регулировочные характеристики определяют
закон изменения тока возбуждения
синхронного генератора, который необходим
для поддержания неизменным напряжения
на выводах машины при изменяющемся токе
нагрузки и неизменном ее характере (cos =
const).

37. Характеристики синхронного генератора

Регулировочные характеристики синхронного
генератора

38. Параллельная работа СГ с сетью

Способы включения синхронного
генератора на параллельную работу с сетью
Процесс включения синхронного генератора на
параллельную работу с сетью называется
синхронизацией. Существуют два способа
синхронизации:
точная
синхронизация
и
самосинхронизация.

39. Параллельная работа СГ с сетью

Схема включения трехфазного синхронного
генератора на параллельную работу с сетью

40. Параллельная работа СГ с сетью

Электрическая схема для расчета тока
синхронизации Iс (для одной фазы)

41. Синхронный двигатель

Магнитное поле в воздушном зазоре
двухполюсного синхронного двигателя при
нагрузке

42. Синхронный двигатель

Упрощенные векторные диаграммы синхронной
машины для генераторного (а) и двигательного
(б) режима работы

43. Синхронный двигатель

Векторная диаграмма явнополюсного
синхронного двигателя

44. Характеристики СД

Синхронный двигатель потребляет
электрическую мощность P1 из сети. Часть этой
мощности расходуется на электрические потери в
обмотке якоря Pэл1 и магнитные потери в стали
якоря Рм. Оставшаяся ее часть электромагнитная мощность Рэм передается
вращающимся магнитным полем на ротор
Рэм = Р1 ─ Рэл1 ─ Рм.

45. Характеристики СД

Уравнения для электромагнитной
мощности синхронного двигателя можно
получить из векторных диаграмм. Если
пренебречь потерями в статоре (Рэл1 и Рм), то
для двигателя с независимой системой
возбуждения будут справедливы те же
выражения, что и для генератора (см. тему
11). Так, если принять, что P1 = Pэм = P, то для
явно- и неявнополюсного двигателя можно
записать соответственно
Pэм = P’ + P” = (m1U1E10/xd) sin + (m1U12/2) (1/xq ─ 1/xd) sin2
Рэм
= (m1U1E10/xс) sin

46. Характеристики СД

Угловая характеристика электромагнитного
момента явнополюсной синхронной машины

47. Характеристики СД

U-образные характеристики двигателя, так
же как и генератора, представляют
зависимости I1 = f(Iв) при P = const, U1 = const, f1 =
const. Они могут быть построены по векторным
диаграммам машины.

48. Характеристики СД

U-образные характеристики синхронного
двигателя и соответствующие им зависимости
коэффициента мощности от тока возбуждения:
─ Р = 0,
─ Р = 0,25 Рном,
─ Р = 0,5 Рном

49. Характеристики СД

Рабочие характеристики синхронного
двигателя могут быть построены или при
постоянном возбуждении (Iв = const), или при
постоянном коэффициенте мощности (cos =
const). На рис. 12.6 показаны рабочие
характеристики ─ зависимости M, P1, Iв, I1, =
f(P2) при f1 = const, cos = cos ном = const.

50. Характеристики СД

Рабочие характеристики синхронного двигателя
при cos = const

51. Способы пуска синхронных двигателей

Существуют следующие способы пуска
синхронных двигателей: асинхронный,
частотный и пуск с помощью разгонного
двигателя.
Наибольшее распространение получил
асинхронный пуск. Этот способ пуска
аналогичен пуску асинхронного двигателя.
Механическая характеристика синхронного
двигателя в этом случае аналогична
механической характеристике асинхронного
двигателя

52. Способы пуска синхронных двигателей

Механическая характеристика синхронного
двигателя при асинхронном пуске с
разомкнутой обмоткой возбуждения

53. Способы пуска синхронных двигателей

Схема включения обмотки возбуждения при
асинхронном пуске

54. Способы пуска синхронных двигателей

Результирующая механическая характеристика 1
и механическая характеристика от обратного
поля обмотки возбуждения 2 при асинхронном
пуске синхронного двигателя

55. Синхронные компенсаторы

Синхронные компенсаторы используются для
поддержания заданного напряжения в узлах
электрической сети, поддерживая в ней баланс
реактивной мощности (генерируемой и
потребляемой). В часы максимальных нагрузок
они работают как источники реактивной
мощности, а в часы минимума нагрузок — в
режиме потребления реактивной мощности.
Кроме того, синхронные компенсаторы
включаются в конце линии электропередачи
непосредственно у потребителя. Компенсируя
частично или полностью реактивную
составляющую тока, они уменьшают общий ток
в линии и соответственно потери в ней.

56. Синхронные компенсаторы

По существу синхронный компенсатор является
синхронным двигателем, работающим при
холостом ходе, т. е. без механической нагрузки
на валу. Синхронный компенсатор потребляет из
сети активную мощность, равную его потерям.
Основной характеристикой синхронного
компенсатора является U-образная
характеристика. Она мало отличается от
аналогичной характеристики синхронного
двигателя при холостом ходе (Р = 0).

57. Синхронные компенсаторы

Синхронные компенсаторы имеют некоторые
конструктивные отличия от синхронных
двигателей. Они не имеют выходного конца
вала, поэтому корпус компенсатора может быть
выполнен герметичным. Так как синхронный
компенсатор не приводит в движение
приводной механизм и момент, действующий
на вал, незначителен, то и вал синхронного
компенсатора может иметь существенно
меньший диаметр, чем вал синхронного
двигателя.

58. Синхронные компенсаторы

Синхронным компенсаторам не нужно
иметь большую перегрузочную способность
(максимальный момент Mmax), и он у них может
быть снижен за счет уменьшения зазора
между статором и ротором (при этом
увеличиваются индуктивные сопротивления
взаимной индукции обмотки статора — xd и xq).
Уменьшение зазора способствует уменьшению
размеров обмотки возбуждения. Все это
приводит к уменьшению габаритов синхронных
компенсаторов по сравнению с синхронными
двигателями.

59. Синхронные машины специального исполнения

Синхронные реактивные двигатели (СРД)
имеют явнополюсный ротор. Их основное
преимущество по сравнению с обычными
синхронными двигателями заключается в
отсутствии
обмотки
возбуждения
и,
следовательно, контактно-щеточного узла.
Магнитный поток в такой машине создается
только обмоткой якоря. Вращающий момент
образуется вследствие явнополюсности ротора
(xd xq) и равен реактивному моменту
Mэм = (mU12/2 1) (1/xq — 1/xd) sin2 .

60. Синхронные машины специального исполнения

Простой явнополюсный ротор четырехполюсного
СРД

61. Синхронные машины специального исполнения

Усовершенствованные роторы
четырехполюсного СРД:
а — ротор с внутренними пазами, б секционированный ротор

62. Синхронные машины специального исполнения

В синхронных двигателях с возбуждением от
постоянных магнитов для создания потока
возбуждения вместо обмотки возбуждения
применяют постоянные магниты, размещенные
на роторе. Поэтому необходимость в контактных
кольцах отпадает и машина становится
бесконтактной. Синхронные машины с
возбуждением от постоянных магнитов широко
используются как в качестве генераторов, так и в
качестве двигателей.

63. Синхронные машины специального исполнения

Конструкция роторов СДПМ с радиальным
расположением постоянных магнитов и
пусковой обмотки: а — со звездообразным
магнитом, б — с мостиком насыщения

64. Синхронные машины специального исполнения

Конструкция роторов СДПМ с аксиальным
расположением постоянных магнитов и пусковой
обмотки: а — с одним торцевым магнитом, б — с
двумя торцевыми магнитами, в — с двумя
пусковыми клетками

65. Синхронные машины специального исполнения

Механическая характеристика СДПМ в пусковом
режиме

Разработка энергоэффективых электродвигателей и генераторов

Контакты: Прахт Владимир Алексеевич

7(343) 375-45-64

+7 909 028 49 25

 

Синхронные реактивные электродвигатели

Повышение энергоэффективности асинхронных двигателей до класса энергоэффективности IE3 (стандарт IEC 60034-30) и выше обеспечивается за счет применения литой медной обмотки вместо алюминиевой, что значительно усложняет технологию производства ротора и увеличивает стоимость двигателя. Подобные асинхронные двигатели выпускают ведущие зарубежные производители.

В последние годы на рынке появились энергоэффективные двигатели (класса IE3 и IE4) новых конструкций. Одной из машин такого типа является синхронный реактивный двигатель. Технология производства синхронных реактивных двигателей не требует применения дорогостоящих материалов (например, постоянных магнитов) или выполнения сложных технологических операций. Основное отличие синхронных реактивных двигателей от асинхронных – отсутствие литой обмотки. Ротор синхронного реактивного двигателя состоит из листов ламинированной стали. За счет этого синхронный реактивный двигатель превосходит асинхронный по технологичности изготовления и себестоимости.

В институте проводятся исследования и разработки высокоэффективных и экономичных синхронных двигателей и способов их применения.

Электрические машины из порошковых композиционных магнитомягких материалов

В настоящее время отработаны технологии производства порошковых композиционных магнитомягких материалов (ПКММ) на основе порошкообразного железа, не уступающих по характеристикам изотропной динамной стали. Эти ПКММ могут применяться в электромеханике.

При изготовлении электрических машин из ПКММ с использованием технологии пресс-формования обеспечивается безотходное производство и тем самым существенно снижается себестоимость продукции. Использование ПКММ позволяет изготавливать электрические машины новых конструкций, в которых отсутствуют лобовые части обмотки, лучше используется объем магнитопровода статора. Это позволяет снизить массогабаритные характеристики и повысить энергоэффективность машины.

В институте проводятся исследования и научное сопровождение разработок электрических машин новых конструкций из порошковых композиционных магнитомягких материалов.

Электродвигатели с обмоткой возбуждения на статоре

В институте проводятся исследования и разработки электродвигателей с повышенными энергосберегающими и улучшенными стоимостными характеристиками на базе конструкции с обмоткой возбуждения на статоре.

Однофазный электродвигатель с обмоткой возбуждения на статоре по сравнению с трехфазным асинхронным двигателем имеет более простой и надежный ротор, не требующий балансировки даже при разработке высокосортных приложений, существенно простой и дешевый блок управления электродвигателем, хорошие массогабаритные показатели.

Однофазный электродвигатель с обмоткой возбуждения на статоре по сравнению с вентильным реактивным электродвигателем имеет следующие преимущества: простой и дешевый инвертор (преобразователь частоты) для управления электродвигателем, меньшие пульсации момента, лучший гармонический состав, удовлетворяет требованиям по электромагнитной совместимости без применения корректора коэффициента мощности.

Двигатель с обмоткой возбуждения на статоре и инвертор может быть спроектирован для питания от однофазной и трехфазной сети. Возможно также исполнение двигателя с обмоткой возбуждения на статоре в трехфазном исполнении.

Бесщеточные электродвигатели для электроинструмента

В производстве электроинструмента используются ненадежные щеточные электродвигатели, дорогие вентильные двигатели с магнитами на роторе, тяжелые и большие по габаритам электродвигатели без магнитов в конструкции.

Отработана конструкция однофазных бесщеточных электродвигателей, которая позволяет использовать предельно простой и надежный зубчатый ротор, выполненный из стали.

Размещение постоянных магнитов на неподвижном статоре обеспечивает высокую удельную мощность, низкую массу электродвигателя и повышенный ресурс работы. Применение в электроинструменте однофазных бесщеточных электродвигателей данной конструкции обеспечивает повышенный ресурс работы, более низкую цену электродвигателя, его массу и габариты, простой, сбалансированный и надежный ротор, высокие энергетические характеристики.

(PDF) Методика проектирования синхронной машины с постоянным магнитом и пуском от линии

Классическая теория электрических машин. Для проверки предлагаемого подхода к проектированию

результаты расчетов равны

по сравнению с результатами моделирования как из FEM

, так и из коммерческого пакета проектирования. Достигнуто хорошее согласие

.

При первоначальном проектировании клетки скин-эффекты

не учитывались, что привело к плохому совпадению между

расчетной и смоделированной кривых крутящего момента клетки.

После включения скин-эффекта две кривые крутящего момента

хорошо коррелировали. В будущих проектах этот эффект

должен быть включен в дизайн.

Расчетное реактивное сопротивление статора сильно отличалось от расчетного значения

. Необходимо изучить другие методы расчета

и сравнить их с текущим методом

, чтобы уточнить расчет этого параметра

. Как только это будет сделано, предложенный в

метод можно рассматривать как жизнеспособный инструмент проектирования.

ССЫЛКИ

[1] Т. А. де Алмейда, Ф. Дж. Феррейра и Дж. А. Фонг,

«Стандарты эффективности электродвигателей», IEEE

Industrial Applications Magazine, vol. 17, нет. 1, стр.

12-19, январь / февраль 2011 г.

[2] К.Дж. Биннс, У.Р. Барнард, «Новая конструкция синхронного двигателя с самоходным двигателем

», Труды Института электротехники

, том . 118, no 2

, февраль 1971 г.

[3] PW Hung, SH Mao, and MC Tsai, «Исследование

линейных синхронных двигателей с постоянными магнитами

с роторами с внутренними магнитами

и роторами с поверхностными магнитами

«,

Electric Machines and Systems, стр. 2888 — 2893,

,

, октябрь 2008 г.

[4] Исфахани А.Х. «Влияние индуктивности намагничивания на запуск и синхронизацию линейных синхронных двигателей с постоянным магнитом

», IEEE Transaction on

magnetics, vol. .47, нет. 4, стр. 823-829, апрель 2011 г.

[5] FJK Kalluf, «Анализ тормозного момента одиночного

фазного синхронного двигателя с постоянным магнитом

», на XIX Международной конференции по электрическим машинам

, Rome, 2010.

[6] AJ Sorgdrager, «Разработка линейной синхронной машины

с постоянным магнитом», магистерская диссертация

, Северо-Западный университет: Potchefstroom, 2013

[7] AH Isfahani, S Vaez-Zedeh «Line start Permanant

Магнитные синхронные двигатели: проблемы и возможности

«, Elsevier: Energy, vol.34, pp. 1755-

1763, April 2009.

[8] C. Mutize, RJ. Ван, «Сравнение производительности асинхронной машины

и линейного двигателя с постоянным током для охлаждения приложений с вентиляторами

», в материалах 21-й конференции южных

африканских университетов по энергетике,

(SAUPEC), 2013, стр.122 -126.

[9] Л. Вейли, З. Сяочен и С. Скуканг, «Исследование эксплуатационных характеристик СДПМ с твердым ротором

при запуске линии», в Международной конференции по электрическим машинам

и системам

, 2008, стр.373-378.

[10] Пирхонен Дж. Проектирование вращающихся электрических машин,

1-е изд. Западный Суссекс, Соединенное Королевство: John Wiley &

Sons, Ltd, 2008.

[11] I Boldea, Электрические машины, 1-е изд. США: CRC Press,

2010.

[12] А. Э. Фитцджеральд, Электротехнические машины, 6-е изд. New

Yourk, США: Mc Graw Hill, 2003.

[13] И. Болдеа, Справочник по индукционным машинам, 1-е изд.

Нью-Йорк, США: CRC Press, 2002.

[14] А.Дж. Соргдрагер, А.Дж. Гроблер, «Влияние размера магнита

на плотность потока в воздушном зазоре n Radial Flux

PMSM». Международная конференция IEEE по промышленным технологиям

, Кейптаун, 2013 г., 337-343.

[15] В.Б. Хонсингер, «Машины с постоянными магнитами:

Асинхронная работа», IEEE Transactions on

Power Apparatus and Systems, vol. ПАС-99, вып. 4,

pp. 1503-1509, July 1980.

[16] D Henselman, Бесщеточный двигатель с постоянными магнитами

Дизайн

, 2-е изд.Ороно, США: Magna Physics

publising, 2006.

Труды 22-й конференции по энергетике университетов Южной Африки, 2014

Синхронный двигатель с постоянными магнитами (PMSM)

Field Oriented Control (FOC) — это метод управления двигателем для генерации трехфазных синусоидальных сигналов, которыми можно легко управлять по частоте и амплитуде, чтобы минимизировать ток, что, в свою очередь, означает максимизировать эффективность.Основная идея состоит в том, чтобы преобразовать трехфазные сигналы в два сигнала фиксации ротора и наоборот.

Основная идея заключается в преобразовании трехфазных дискретизированных токовых сигналов в два фиксированных на роторе сигналов и наоборот. В системе отсчета с фиксированным ротором токи можно рассматривать как стационарные значения, и ими легко управлять. Используя обратное вращение вектора, генерируемые контроллером опорные напряжения могут быть возвращены вращающемуся вектору в опорной системе статора. Преобразование от трехфазной системы к двухфазной системе называется преобразованием Кларка, тогда как преобразование от стационарной к вращающейся двухфазной системе называется преобразованием Парка.

Обратная связь по положению ротора и скорости ротора требуется для управления двигателем FOC. Обратная связь может поступать от ВОК без датчиков или от ВОК с датчиками.

  • FOC без датчиков определяет положение и скорость ротора на основе моделирования двигателя, напряжения, приложенного к фазам двигателя, и тока в трех фазах двигателя.
  • FOC с датчиками определяет положение ротора и скорость ротора с помощью датчиков ротора, таких как датчики Холла или энкодер.

Обратная связь по фазным токам может быть измерена в фазе двигателя, в шунте ноги или шунте звена постоянного тока на полевом МОП-транзисторе нижнего уровня.

Семейство микроконтроллеров

XMC ™ идеально подходит в качестве контроллера для различных типов двигателей, таких как синхронные двигатели с постоянными магнитами (PMSM), бесщеточные двигатели постоянного тока (BLDC), асинхронные двигатели переменного тока (ACIM), серводвигатели и щеточные двигатели постоянного тока. Наша бесплатная и простая в использовании интегрированная среда разработки (IDE) DAVE ™ поставляется с большим количеством предварительно определенных, настраиваемых и протестированных программных блоков (DAVE ™ APP), предназначенных для конкретных приложений, что позволяет быстро создавать прототипы и разрабатывать приложения.

В этом приложении для программного обеспечения XMC1000 измерение фазного тока ожидается от шунта ноги или шунта DC-Link.

В бессенсорное программное обеспечение PMSM FOC включено множество инноваций и уникальных функций Infineon, например:

  • Оптимизированный FOC (без обратного парковочного преобразования, самая низкая стоимость за счет исключения внешнего операционного усилителя)
  • SVM с псевдонулевыми векторами (PZV), для измерения тока через один шунт
  • MET (отслеживание максимальной эффективности) для плавного перехода от разомкнутого контура U / f к замкнутому контуру FOC
  • PLL Estimator, бессенсорный механизм обратной связи, который требует только одного параметра двигателя — индуктивности статора L, для обратной связи по скорости и положению ротора (скорость ротора и обратная связь по положению двигателя определяются в программной библиотеке PLL Estimator.Эта библиотека содержит запатентованный IP Infineon и предоставляется в виде скомпилированного файла libPLL_Estimator.a.)

::. IJSETR. ::

International Journal of Scientific Engineering and Technology Research (IJSETR) — международный журнал, предназначенный для профессионалов и исследователей во всех областях информатики и электроники. IJSETR публикует исследовательские статьи и обзоры по всей области инженерных наук и технологий, новые методы обучения, оценки, проверки и влияние новых технологий, и он будет продолжать предоставлять информацию о последних тенденциях и разработках в этом постоянно расширяющемся предмете.Публикации статей отбираются путем двойного рецензирования, чтобы гарантировать оригинальность, актуальность и удобочитаемость. Статьи, опубликованные в нашем журнале, доступны онлайн.

Журнал объединит ведущих исследователей, инженеров и ученых в интересующей области со всего мира. Темы, представляющие интерес для представления, включают, помимо прочего:

• Электроника и связь
Машиностроение

• Электротехника

• Зеленая энергия и нанотехнологии

• Машиностроение

• Компьютерная инженерия

• Разработка программного обеспечения

• Гражданское строительство

• Строительное проектирование

• Строительное проектирование

• Электромеханическое машиностроение

• Телекоммуникационная техника

• Коммуникационная техника

• Химическая инженерия

• Пищевая промышленность

• Биологическая и биосистемная инженерия

• Сельскохозяйственная инженерия

• Инженерная геология

• Биомеханическая и биомедицинская инженерия

• Инженерные науки об окружающей среде

• Новые технологии и передовая инженерия

• Беспроводная связь и сетевое проектирование

• Тепловедение и инженерия

• Управление бизнесом, экономика и информационные технологии

• Органическая химия

• Науки о жизни, биотехнологии и фармацевтические исследования

• Тепло и Masstranfer and Technology

• Биологические науки

• пищевая микробиология

• Сельскохозяйственные науки и технологии

• Водные ресурсы и экологическая инженерия

• Городские и региональные исследования

• Управление человеческими ресурсами

• Polution Engineering

• Математика

• Наука

• Астрономия

• Биохимия

• Биологические науки

• Химия

• Натуральные продукты

• Физика

• Зоология

• Наука о продуктах питания

• Материаловедение

• Прикладные науки

• Науки о Земле

• Универсальная аптека и LifeScience

• Квантовая химия

• Аптека

• Натуральные продукты и научные исследования

• Челюстно-лицевая и оральная хирургия

• Вопросы маркетинга и торговая политика

• Глобальный обзор деловых и экономических исследований

• управление бизнесом, экономика и информационные технологии

Особенность IJSETR…

• Прямая ссылка на аннотацию

• Открытый доступ для всех исследователей

• Автор может искать статью по названию, заголовку или ключевым словам

• Прямая ссылка на аннотацию к каждой статье

• Статистика по каждой статье как нет. раз его просмотрели и скачали

• Быстрый процесс публикации

• Предложение автору, если статья нуждается в модификации

• Пост-публикация работает как индексация каждой статьи в разные базы данных.

• Журнал издается как в электронной, так и в печатной версии.

• Отправка печатной версии автору в течение недели после онлайн-версии

• Надлежащий процесс экспертной оценки

• Журнал предоставляет всем авторам электронные сертификаты с цифровой подписью после публикации статьи

• Полная статистика по каждому выпуску будет отображаться в ту же дату выпуска выпуска

.

ДИЗАЙН СИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ | PAKTECHPOINT

Двигатель обычно используется для привода насоса, компрессора или другого оборудования с постоянной скоростью, непрерывно работающего.Все двигатели должны быть спроектированы и обеспечены защитой от химикатов, коррозии и условий повышенной влажности. Основные ключевые слова для этой статьи: СИНХРОННАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ДИЗАЙН ДВИГАТЕЛЯ, СИНХРОННОЕ ТЕСТИРОВАНИЕ ДВИГАТЕЛЯ, СИНХРОННАЯ ДИАГРАММА ДВИГАТЕЛЯ, СИНХРОННОЕ УПРАВЛЕНИЕ СКОРОСТЬЮ ДВИГАТЕЛЯ, ПРИНЦИП РАБОТЫ СИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ.

Ссылки

Американский национальный институт стандартов (ANSI)
C50.10 Вращающееся электрическое оборудование — Синхронные машины

Ограничения уровня шума должны соответствовать этой статье (Нажмите здесь ).При использовании для подавления шума звукопоглощающий материал должен быть спроектирован так, чтобы противостоять растрескиванию, и должен иметь соответствующую опору с помощью коррозионно-стойких креплений или проволочной сетки. Полная информация, включая спецификации материалов и детали установки, должна быть представлена ​​вместе с предложением.

Двигатель должен выдерживать 20-процентное превышение скорости без механических повреждений.

Производство, рабочие характеристики и испытания синхронных двигателей должны соответствовать стандартам NEMA MG 1, IEEE 115 и IEEE 429.
Анализ переходных крутильных и поперечных откликов должен выполняться для всей механической линии производителем приводного оборудования. Все двигатели должны использовать монтажную конструкцию опорного типа (внутренний и внешний подшипники), за исключением низкоскоростных двигателей, используемых для поршневого компрессора, которые могут иметь монтажную конструкцию типа двигателя (только внешний подшипник).

ПРИНЦИП РАБОТЫ СИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

СХЕМА СИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Электротехническая конструкция синхронного двигателя

903 903 903Эксплуатационный коэффициент 0 при температуре окружающей среды 50 ° C. Все характеристики двигателя должны быть основаны на повышении температуры на 70 ° C (158 ° F), измеренном сопротивлением при эксплуатационном коэффициенте 1,0.

Обмотки статора

  • Обмотки должны быть соединены звездой, причем оба конца каждой обмотки выведены на главную клеммную коробку для внешнего подключения. Любой конец ветров должен быть для фазных выводов. Все выводы должны быть разделены, изолированы и закреплены.
  • Двигатель должен быть электрически и механически способным противостоять силам, возникающим во время электрических неисправностей, без деформации обмотки или механических повреждений при работе на номинальных киловаттах и ​​10-процентном перенапряжении. Сердечник и обмотки статора должны соответствовать следующим требованиям.
    а. Крепление сердечника статора должно быть спроектировано так, чтобы поглощать вибрации, вызываемые вращающимся магнитным полем.
    б. Катушки статора должны быть намотаны из изолированных медных жил, соединенных друг с другом.Заземленная стена змеевика и межвитковая изоляция должны быть полностью слюдяной системой, пропитанной эпоксидной смолой под вакуумом. Для двигателей с номинальным напряжением более 4 кВ катушки должны иметь покрытие для подавления короны.
    с. Все обмотки и соединения статора должны быть медными. Все обмотки ротора обычно должны быть из меди и / или медных сплавов. d. После того, как на катушки наложена вся изоляция, каждая катушка должна быть индивидуально подвергнута межвитковому импульсному испытанию.Минимальное испытательное напряжение должно соответствовать напряжению на клеммах машины и иметь время нарастания 0,1–0,2 мс.
    e. Статор должен быть испытан после того, как все катушки установлены, вклинены и временно подключены. Второе испытание проводят после завершения намотки статора. Испытательное напряжение постоянного тока должно быть минимум 1,7
    рабочих напряжений.
  • Продавец двигателя должен определить, должны ли двухполюсные двигатели быть снабжены демпферными обмотками для уменьшения величины колебательных моментов, возникающих во время переходных режимов, таких как сбои в системе и последующее восстановление напряжения.Демпферные обмотки ротора могут значительно улучшить характеристики и стабильность двигателя. Обмотки амортизатора должны быть предусмотрены на всех двигателях с четырьмя (4) или более полюсами. Обмотки амортизатора должны иметь такой размер, чтобы обеспечивать соответствующий пусковой и ускоряющий моменты.

Возможности запуска синхронного двигателя

a. Все двигатели должны быть рассчитаны на пуск от сети при полном номинальном напряжении. Одиночные двигатели, подключенные к невыпадающим трансформаторам, должны быть способны преодолевать инерцию нагрузки при запуске, а также разгонять нагрузку до номинальной скорости как при номинальном, так и при 70% номинальном напряжении или условиях напряжения, указанных в Техническом паспорте, во время запуска без вредного нагрева. .
б. Двигатели должны быть способны выполнять следующие запуски:
Три (3) запуска подряд с остановкой по инерции между запусками, при этом двигатель изначально находится при температуре окружающей среды. Два (2) пуска с двигателем, изначально нагретым до номинальной температуры. Один (1) запуск каждый час после a и b, но не более четырех (4) запусков за 24-часовой период. Эти требования к перезапуску должны применяться, когда момент инерции нагрузки, крутящий момент нагрузки во время ускорения, приложенное напряжение и метод пуска являются теми, для которых был разработан двигатель.

Характеристики синхронного двигателя

a. Когда ведомая нагрузка требует переменного крутящего момента во время каждого оборота, комбинированная установка должна иметь достаточную инерцию в ее вращающихся частях, чтобы ограничивать изменения тока якоря синхронного двигателя до значения, не превышающего 66 процентов от тока полной нагрузки.
б. Моменты отрыва должны быть не менее 150% от крутящего момента при полной нагрузке для двигателей, работающих на 1.0 и 175 процентов крутящего момента при полной нагрузке для двигателей, работающих с коэффициентом мощности 0,8 (опережающий).
б. Приводные двигатели с регулируемой скоростью должны быть рассчитаны на работу с гармониками, генерируемыми статическими преобразователями / инверторами, используемыми в системе привода с регулируемой скоростью. Продавец будет обязан координировать свои действия с поставщиком системы привода с регулируемой скоростью
, чтобы получить все необходимые данные о гармониках и спроектировать двигатель для указанной работы.
с. Пульсация тока не должна превышать 66 процентов от номинального среднеквадратичного значения тока полной нагрузки для всех указанных условий нагрузки. Применяются более низкие значения, если они указаны в техническом паспорте. Совместные усилия производителей двигателя ,
, и приводимого оборудования требуются, когда необходимо достичь указанного предела.

Система изоляции синхронного двигателя
  • Двигатель должен быть способен непрерывно работать при 15-процентной перегрузке без превышения номинального значения температуры изоляции класса F.
  • Двигатель должен выдерживать без механических травм в течение 30 секунд любой тип короткого замыкания на его выводах при работе с номинальной мощностью, коэффициентом мощности и 10-процентным перенапряжением, при условии, что максимальный фазный ток не превышает максимальный фазный ток, полученный при трехфазном КЗ. Двигатель также должен выдерживать без травм тепловое воздействие несбалансированных замыканий на клеммах двигателя в течение 30 секунд или менее, при условии, что интегрированный продукт (l2) 2 для тока обратной последовательности двигателя (l2) и времени (t ) не превышает 30.Критерий отсутствия повреждения обмоток статора состоит в том, что обмотки должны выдерживать испытание высоким потенциалом при нормальном техническом обслуживании. Также не должно быть видимых аномальных деформаций или повреждений обмоток и соединений.
  • Двигатель должен быть электрически и механически способным противостоять силам, возникающим при электрических неисправностях и при максимальной несинхронизации фазы без деформации обмотки или механических повреждений при работе при номинальных киловаттах (лошадиных силах), номинальном коэффициенте мощности и при 110 процентах номинального напряжения.
  • Обмотка возбуждения двигателя, особенно концевые витки, должна быть защищена от короткого замыкания и повреждений, вызванных агрессивной атмосферой, преобладающей на нефтехимическом заводе. Система изоляции обмотки возбуждения должна сохранять свою целостность, выдерживая центробежные силы и термические напряжения при температуре класса F без повреждений. Особое внимание должно быть уделено обеспечению надлежащей поддержки как соединений катушка с катушкой, так и соединений проводов обмотки с основной обмоткой возбуждения.
  • Обмотки возбуждения двигателя должны быть нагреты под давлением для объединения изоляции и медных обмоток в сплошное соединение.Особое внимание следует уделить тому, чтобы края поля были должным образом покрыты, чтобы сделать их устойчивыми к коррозионному воздействию. В частности, концевые витки должны быть защищены от короткого замыкания и повреждений, вызванных агрессивной атмосферой, преобладающей на нефтехимических предприятиях.
  • Удлиненные жесткие выводы шины, используемые в клеммных коробках больших двигателей среднего напряжения для подключения питающих проводов, оборудования защиты от перенапряжения, а также измерительных и релейных трансформаторов, должны быть полностью изолированы в соответствии с классом напряжения двигателя и надежно защищены. поддерживается.
  • Двигатели, за исключением больших двигателей среднего напряжения с удлиненными сплошными выводами шины, должны быть снабжены гибкими гибкими выводами, состоящими из жесткой изоляции из силиконовой резины (без концевой заделки) в клеммной коробке для подключения к внешней цепи питания. . Провода должны быть полностью изолированы, иметь постоянную идентификацию и иметь соединительные наконечники.

Герметичные системы изоляции синхронного двигателя

Статор или обмотка

Обмотки статора должны иметь вакуумную пропитку изоляционными системами из эпоксидной смолы для обеспечения непроницаемого уплотнения от влаги и химикатов.Герметичная изоляция должна быть испытана в соответствии с особыми требованиями NEMA MG-1 и раздела 4.3.4.

Обмотка возбудителя

Система изоляции для обмоток возбуждения и якоря должна соответствовать классу F. Повышение температуры во время нормальной работы должно быть ограничено повышением температуры класса B.

Системы возбуждения синхронных двигателей
  • Каждый синхронный двигатель должен быть оборудован бесщеточной системой возбуждения, состоящей из трехфазного возбудителя переменного тока с вращающимся якорем и стационарным полем, трехфазного мостового выпрямителя и т. Д. пусковой и разрядный резистор возбуждения двигателя и необходимые модули статического контроля для обеспечения полнофункционального управления возбуждением, как описано ниже:
    a.Используйте пусковой и разрядный резисторы для ограничения наведенного напряжения в поле двигателя во время циклов запуска и выключения до значения, лежащего в пределах диэлектрического ограничения полевой изоляции, а также для получения максимального крутящего момента при минимальном линейном токе во время запуска и втягивания. .
    б. Обеспечьте положительное приложение поля, если по какой-либо причине двигатель должен синхронизироваться по реактивному моменту.
    с. Определите правильную скорость для синхронизации, чтобы обеспечить втягивание с минимальными помехами в линии и обеспечить положительное приложение возбуждения при оптимальном положении ротора и фазовом угле после того, как была достигнута надлежащая синхронизирующая скорость .
    г. Отключите питание постоянного тока (DC) от поля и одновременно примените резистор разряда поля, когда это произойдет.
    e. Обеспечить автоматическое применение поля для ресинхронизации.
  • Устройства статического управления должны быть такого типа и конструкции, которые могут быть настроены или откалиброваны на заводе-изготовителе и не требуют плановой регулировки на месте при изменении условий окружающей среды или повторном использовании компонентов.
  • Модули управления должны быть заменяемыми как полные компоненты, не требующие случайных модификаций проводки или схемы, а также настройки или регулировки на месте.
  • Вращающиеся модули управления и устройства, которые установлены на валу и роторе, должны быть легко доступны через легко снимаемые крышки или пластины и не требуют обширной разборки корпуса двигателя для снятия.

  • Компоненты, такие как выпрямительные диоды, резисторы полевого разряда, тиристоры и модули управления, должны иметь такие характеристики и конструкцию, чтобы гарантировать непрерывную работу и надежность при соответствующих центробежных нагрузках. и заданные рабочие условия, указанные в технических паспортах двигателя и / или в указанных спецификациях.
  • Изготовитель двигателя должен указать номинальный ток и напряжение поля возбудителя при номинальных и 115-процентных рабочих условиях. Предпочтительно напряжение возбуждения 90–115 В постоянного тока.
  • Изготовитель двигателя должен предоставить полную информацию о функционировании бесщеточной системы возбуждения наряду с ограничивающими параметрами двигателя. Эта информация должна включать тепловую мощность демпферной обмотки двигателя по времени-току.
  • Поле двигателя для двух (2) полюсных машин должно быть снабжено бесщеточной системой обнаружения заземления поля (FGDS) или аналогичным оборудованием для контроля поля двигателя.В FGDS должна быть встроенная задержка по времени для устранения ложных тревог.
  • Система возбуждения для двух (2) полюсных машин должна быть снабжена монитором возбуждающих диодов (EDM) для обнаружения и сигнализации отказа силового выпрямителя, который либо выходит из строя, либо закорачивается.
  • Возбудитель должен иметь размер, обеспечивающий на 25 процентов мощность, превышающую ту, которая требуется для возбуждения возбуждения двигателя в номинальных рабочих условиях.
  • Бесщеточная система возбуждения должна быть полностью закрытой с принудительным охлаждением с использованием воздуха, отводимого от основного воздушного потока двигателя.

SYNCHRONOUS MOTOR SPEED CONTROL

Главные ключевые слова для этой статьи являются синхронными ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ КОНСТРУКЦИЯ, SYNCHRONOUS МОТОР ТЕСТИРОВАНИЕ, SYNCHRONOUS МОТОР СХЕМА, SYNCHRONOUS MOTOR SPEED CONTROL, ПРИНЦИП РАБОТЫ SYNCHRONOUS МОТОР.

Механическая конструкция синхронного двигателя

Кожухи
  • Кожухи двигателя в соответствии с экологическими требованиями должны соответствовать требованиям API 546, справочных стандартов и документов.
  • Все болты, шпильки и другие крепежные приспособления корпуса должны быть изготовлены из нержавеющей стали серии 300 AISI.
  • Кожухи двигателей для соответствия экологическим требованиям должны соответствовать требованиям API 546, ссылочным стандартам и документам. Если указаны кожухи TEAAC, охлаждающий воздух для теплообменника должен подаваться либо вентилятором с приводом от вала (предпочтительный метод), либо внешним вспомогательным вентилятором.Для двигателей специального назначения внешние вспомогательные воздуходувки, если они поставляются, должны поставляться в конфигурации с 100-процентным резервированием.
  • Полностью закрытые двигатели с водяным воздушным охлаждением (TEWAC) должны иметь как минимум два (2) водяных охладителя для обеспечения воздушного охлаждения с охлаждающей водой, подаваемой на заводе при температуре 35 ° C (95 ° F) и манометрическом давлении 440 кПа ( 65 фунтов на кв. Дюйм). Охладители должны иметь способность рассеивать тепловые потери двигателя, когда он работает при номинальной нагрузке, напряжении и коэффициенте мощности. Размеры охладителей должны быть такими, чтобы двигатель мог работать на 100% мощности, пока один (1) охладитель не работает.Конструкция водоохладителя должна быть основана на максимальном повышении температуры воды в охладителях на 14,5 ° C (26 ° F) и максимальном перепаде давления 68 кПа (10 фунтов на кв. Дюйм). Расчетная скорость охлаждающей воды должна составлять от 2 м / с (6,5 ф / с) минимум до 3 м / с (10 ф / с) максимум. Водоохладитель должен выдерживать максимальное избыточное давление 690 кПа (100 фунтов на кв. Дюйм).
  • Охладители должны быть расположены так, чтобы они были полностью заполнены водой во время работы. Они должны быть съемным типом пучка, спроектированным и изготовленным с фланцами, и соответствовать проектным критериям TEMA C и ASME с эквивалентной документацией.Каждый охладитель должен быть защищен эпоксидным покрытием. Они также должны позволять снимать водяную камеру для очистки любой секции, когда это необходимо, без остановки двигателя.
  • Охладители должны быть установлены в корпусе двигателя и расположены так, чтобы в случае утечки вода не могла попасть на обмотку. Двухтрубные охладители должны быть предусмотрены на всех двигателях мощностью более 7500 кВт (10 000 л.с.).
  • Должны быть предусмотрены расходомеры с однополюсными контактами для установки в трубопроводе подачи воды каждого охладителя для определения низкого и высокого расхода.
  • Два (2) элемента платинового резистивного датчика температуры (RTD) по 100 Ом должны быть установлены на входе и выходе каждого охладителя для измерения температуры воздуха на входе и выходе. ТС должны быть подключены к клеммной колодке в распределительной коробке из нержавеющей стали NEMA 4X или чугуна.

Рама и монтажные пластины

Эпоксидный раствор будет использоваться для установки опорных пластин и подошв. Поставщик должен произвести промышленную пескоструйную очистку в соответствии с SSPC SP6, все поверхности затирки монтажных пластин и предварительно покрыть эти поверхности эпоксидной грунтовкой с катализатором, нанесенной на обезжиренный белый металл.Эпоксидная грунтовка должна быть совместима с эпоксидным раствором.

Соединения рамы

Все трубы должны быть из жесткой оцинкованной стали. Конечными выводами к клеммным коробкам и устройствам могут быть непроницаемые для жидкости гибкие кабелепроводы максимальной длиной 0,6 м (24 дюйма) с утвержденными фитингами. Вся силовая и управляющая проводка в пределах двигателя должна быть устойчивой к воздействию тепла, влаги и абразивов. В пределах опорной плиты и других участков, подверженных вибрации, следует использовать многожильные проводники.Вся проводка должна быть многопроволочной.

Вращающийся элемент синхронного двигателя

Вал двигателя должен быть закончен по всей своей длине и должен быть отшлифован на опорных и уплотнительных поверхностях и прилегающих к опорным поверхностям, Для двигателей мощностью более 3700 кВт (5000 л.с.) вал должен быть снабжен встроенным фланцем ступицы вала. Этот фланец не должен мешать снятию ротора или другой разборке.
Диаметр вала двигателя должен быть таким, чтобы исключить проблемы крутильной вибрации.Продавец должен предоставить подробный эскиз основных нагрузок на вал и всех постоянных крутильных пружин для анализа кручения.

Конструкция двигателя должна обеспечивать доступ для измерения вала ручным датчиком рядом с каждым подшипником.

Механический узел синхронного двигателя
  • Ротор должен состоять из слоистой высококачественной кремнистой стали с покрытием для минимизации потерь в сердечнике.Покрытие не должно подвергаться воздействию нормальных температур, возникающих во время работы и испытаний двигателя. Ламинирование должно быть цельным, повернутым для уменьшения нарастания допусков, перфорированным с точным допуском, усаженным и плотно сжатым, чтобы сформировать прочно зажатую и прочную конструкцию.
  • Обмотка ротора, включая стержни и концевые кольца, должна быть из меди и / или медных сплавов. Литые или изготовленные алюминиевые клетки не принимаются.
  • Роторы должны быть спроектированы так, чтобы выдерживать 20-процентное превышение скорости без остаточной механической деформации.
  • Полевые столбы для тихоходных машин с конструкцией крестовины ротора должны быть установлены и закреплены таким образом, чтобы предотвратить чрезмерные нагрузки на монтажные болты, которые могут привести к преждевременному выходу из строя. Диаметр отверстий под болты в крестовине и зазоры под болты должны быть рассчитаны таким образом, чтобы болты оставались правильно отцентрованными при всех условиях установки и эксплуатации.
  • При использовании немагнитных стопорных колец материал кольца должен быть 18 Mn — 18 Cr или 18 Mn — 13 Cr.Стопорные кольца из материала 18 Mn — 5 Cr не допускаются.
  • Каждая обмотка возбуждения должна быть проверена на заземление после установки, но перед окончательным отверждением ротора. Испытательное напряжение должно быть как минимум в два (2) раза больше номинального напряжения возбуждения машины.
  • Обмотки возбуждения должны быть обработаны давлением для объединения изоляции и медных обмоток в сплошное соединение. Особое внимание следует уделить тому, чтобы концы поля были должным образом покрыты, чтобы сделать их устойчивыми к коррозионному воздействию .

Динамика
  • Резонансы — a. Продавец должен предоставить подробный эскиз основных нагрузок на вал и всех постоянных крутильных пружин для анализа кручения. Эскиз должен быть предоставлен не позднее, чем через шесть (6) недель после получения Заказа на поставку.
    б. Расчет на кручение должен выполнять производитель приводного оборудования. Двигатель не должен выпускаться в производство до тех пор, пока не будет проведен анализ переходного крутильного режима всего поезда.Фактическая первая критическая скорость двигателей должна быть не менее чем на 20 процентов выше скорости двигателя без нагрузки, если специально не утверждено.
    Балансировка — Собранный ротор двигателя должен быть динамически сбалансирован как минимум в трех (3) плоскостях при номинальной рабочей скорости и проверяться на вибрацию при 120% рабочей скорости. Окончательная балансировка должна выполняться после покраски, обжига и со ступицами муфты и шпонкой вала.
  • Противовесы, добавляемые к окончательной сборке, должны быть из нержавеющей стали серии 300 или аналогичного коррозионно-стойкого материала.Шлифовка не допускается.
  • Роторные вентиляторы необходимо сбалансировать перед установкой на ротор. Во время балансировки ротора корректирующие грузы добавляются только к корпусу ротора, а не к лопастям вентилятора.
  • Для двигателей специального назначения, например, приводов высокоскоростных компрессоров, могут потребоваться двигатели, которые сбалансированы более строго, чем указано в данном документе.

Подшипник и корпуса подшипников
  • Подшипники для двигателя должны быть стандартного типа с баббитовой футеровкой, смазкой под давлением и циркуляционным масляным охлаждением, предназначенными для предотвращения выброса масла или пара.Верхняя и нижняя половины должны иметь стальную основу, футеровку из баббита и приклеиваться к корпусу. Передний и задний подшипники скольжения должны быть взаимозаменяемыми и должны быть спроектированы так, чтобы их можно было снимать, не повреждая ротор. Масляная система должна обеспечивать смазочное масло, чтобы обеспечить надлежащее отключение двигателя в случае отказа системы принудительной смазки маслом.
  • Каждый двигатель должен быть снабжен обоими подшипниками, электрически изолированными от рамы и корпуса подшипника.Сопротивление изоляции от каркаса должно быть не менее 1 (одного) МОм. Предупреждающие таблички с надписью «Изолированный подшипник» должны быть установлены на всех подшипниках двигателя или рядом с ними, которые электрически изолированы от корпуса двигателя. Должны быть предусмотрены оконечные устройства, позволяющие проводить прямые измерения сопротивления при испытании изоляции подшипников.
  • Каждый подшипник должен быть снабжен воздушным уплотнением для предотвращения попадания масла и паров масла на внутренние части двигателя. Должны быть предусмотрены дренажные отверстия для конечной утечки масла и надлежащий сброс для предотвращения масляного вихря.На входе в шахту должны быть предусмотрены лабиринтные уплотнения.

Смазка синхронного двигателя

  • Смазочное масло подшипников должно подаваться с консоли смазочного / уплотнительного масла продавца приводного оборудования. Давление питания на каждом подшипнике должно составлять 140 кПа (20 фунтов на кв. Дюйм), если иное не указано Продавцом, несущим полную ответственность за установку.
  • Индикаторы потока и датчики температуры должны быть установлены в возвратной линии атмосферного слива масла от каждого подшипника.Каждый индикатор потока должен быть типа «яблочко» (Якоби-Тарбокс) и должен устанавливаться так, чтобы его «яблочко» было предпочтительно в вертикальной плоскости, чтобы облегчить наблюдение за потоком нефти через конкретную линию.
  • Если самосмазка является стандартной конструкцией двигателя Продавца, подшипники скольжения должны смазываться масляными кольцами, подаваемыми из встроенного самоохлаждаемого масляного резервуара. Смотровые указатели уровня масла должны иметь постоянную маркировку, и должна быть обеспечена легко различимая индикация надлежащего уровня масла.Также должны быть предусмотрены смотровые отверстия для наблюдения за масляными кольцами.
  • Продавец предоставит одинарные соединения подачи и сливного коллектора для каждого масляного контура. Трубопровод для смазочного масла должен быть изготовлен из нержавеющей стали 304 согласно ASTM 392.

Люфт и муфта синхронного двигателя

Продавец должен указать максимальный концевой зазор ротора и максимальный концевой зазор муфты. Положение вала двигателя при магнитном центрировании и пределы осевого люфта ротора должны быть постоянно нанесены на вал.На корпусе подшипника должна быть указана постоянная контрольная точка.

Материалы

Пластины статора должны быть из высококачественной силиконовой стали с покрытием, чтобы они не подвергались воздействию нормальных температур во время работы и испытаний двигателя; сегментированный, повернутый для уменьшения нарастания допуска; жестко установлен и плотно сжат, образуя прочную прочную конструкцию.

Паспортные таблички и стрелки поворота

  • Паспортная табличка и стрелка поворота требуются на двигателе и должны быть из нержавеющей стали (тип 304 или 316) или монель, прикрепленные штифтами из аналогичного материала и расположенные для удобства видимость.
  • Оборудование, содержащее изоляционные масла, антифризы и любые другие жидкости, должно иметь бирку на отверстиях, указывающую на характер содержимого, инструкции по транспортировке и меры предосторожности при хранении. Отверстия, требующие защиты от ржавчины, должны быть помечены, чтобы указать, что она была применена. На бирке также должны быть указаны название, тип и производитель средства защиты от ржавчины и его растворителя.
  • Уплотнения валов двигателей, установленных в классифицированных местах, должны быть сконструированы таким образом, чтобы можно было вводить продувочный газ.

Принадлежности для синхронных двигателей

Клеммные коробки

  • Клеммные коробки должны быть очень большими и иметь размеры для допустимого радиуса изгиба питания двигателя и жесткости кабеля для допустимой жесткости кабеля. заземляющий провод для размещения предварительно сформированных конусов напряжения, защиты от перенапряжения и трансформаторов тока. Коробки большего размера должны соответствовать размерам кабелей, превышающим нормальные, из-за снижения характеристик кабеля и требований к падению напряжения.Продавец несет ответственность за то, чтобы клеммная коробка главного двигателя поддерживалась на уровне земли или на опорной плите. Все внутренние соединения должны быть изолированы и заклеены лентой в соответствии с классом напряжения. Клеммная коробка должна быть класса NEMA 4, толстостенная сталь с минимальной толщиной 5 мм (3/16 дюйма).
  • Клеммные колодки должны быть предусмотрены для всей низковольтной и управляющей проводки. Клеммные колодки должны быть коррозионно-стойкого типа с токоведущими компонентами из никелированной меди.Резервная емкость должна составлять не менее 10 процентов клеммных колодок на любой полосе. Все клеммные коробки управляющей и низковольтной проводки должны быть расположены сбоку от кожуха двигателя и должны быть металлическими (нержавеющая сталь) NEMA 4X или чугунными. Коробки должны поворачиваться, чтобы обеспечить подключение с любого одного (1) из четырех (4) направлений на 9 ??? интервалы. Между корпусом двигателя и клеммной коробкой должны быть предусмотрены уплотнение и разделитель выводов двигателя, а также неопреновая прокладка. Литые клеммные коробки должны иметь резьбовые кабельные втулки или входы.Во всех клеммных коробках управляющей проводки должно быть предусмотрено не менее двух (2) ступиц кабелепровода. Готовые клеммные коробки должны быть снабжены съемной пластиной на дне для бурения в полевых условиях.
  • В главной клеммной коробке должна быть предусмотрена заземляющая шина из луженой меди для оконцевания экранов кабелей и любых заземляющих проводов, проложенных с фазными проводниками.
  • Как минимум, основная клеммная коробка должна быть снабжена элементами a, b, e, g и k, а вспомогательная клеммная коробка должна быть снабжена элементами c, d и g.
  • При наличии дифференциальных трансформаторов тока требуются вторичные выводы, которые должны соответствовать требованиям этого параграфа.

Датчики температуры обмотки
  • Двигатели мощностью 750 кВт (1000 л. клеммная колодка в металлической (нержавеющая сталь), NEMA 4X или чугунной клеммной коробке для продолжения проводки.RTD должны быть 3-проводными и располагаться на каждой фазе, где может быть обнаружена максимальная температура. Шесть (6) RTD должны использоваться для местной индикации температуры, а шесть (6) RTD должны использоваться для реле защиты. Двигатели мощностью менее 750 кВт (1000 л.
  • Если это указано в технических паспортах двигателя, должна быть предусмотрена система контроля температуры ротора (RTM) для защиты ротора двигателя путем передачи информации о температуре от ротора на удаленный стационарный индикатор температуры, оборудованный контактами аварийной сигнализации и отключения. .Система должна быть способна определять температуру стержней клетки, концевых колец клетки и обмоток возбуждения ротора. Система контроля температуры ротора должна обеспечивать прямые средства определения температуры ротора и использования ее для защиты ротора от перегрева. Выходные контакты RTM должны быть подключены к цепи запуска двигателя, чтобы обеспечить запуск двигателя, если температура ротора находится в приемлемом диапазоне. Счетчик показаний с регулируемыми высокими и низкими уставками должен быть предусмотрен для удаленного монтажа на панели управления или распределительном устройстве для срабатывания контактов аварийной сигнализации или отключения при превышении пределов.Мощность передатчика должна быть получена с помощью стационарного генератора мощности, работающего на более высокой частоте относительно информации о температуре, вращающегося трансформатора и преобразователя переменного тока в постоянный. Шкала показаний счетчика должна быть в градусах Цельсия (° C).
  • Монитор температуры ротора должен иметь следующие характеристики:
    a. Должна быть обеспечена активация аварийной сигнализации и разрешающее состояние в пусковых цепях, которое защищает от повторных запусков до того, как ротор достаточно остынет.
    б. На каждом роторе должно быть предусмотрено несколько датчиков, чтобы в будущем обеспечить доступность датчика, пригодного для использования.
    с. Монитор должен указать, должна ли цепь термопары стать разомкнутой или произошла потеря сигнала передатчика.
    г. Калибровка монитора должна производиться с передней стороны приемника без каких-либо регулировок на передатчике.
    e. Система Monitor должна работать в диапазоне температур окружающей среды от 40 ° C до 50 ° C.

Датчики температуры подшипников

Для двигателей мощностью 1500 кВт (2000 л.с.) и выше нижняя часть каждого подшипника должна быть снабжена двумя (2), 100-омными, платиновыми RTD. ТС должны располагаться в пределах 6 мм (¼ дюйма) от опорной поверхности. RTD должны быть подключены к отдельной клеммной коробке.

Обогреватели помещений

Оболочка обогревателя не должна превышать максимальную температуру 180 ° C или 80 процентов от температуры воспламенения указанного газа / пара в опасных зонах для любого значения, равного или ниже максимального номинального. температура окружающей среды 50 ° C и 120 процентов номинального напряжения.Провода обогревателя должны быть подключены к отдельной клеммной коробке, отличной от клеммной коробки, в которой находятся выводы фазы двигателя.

Сита и фильтры

Фильтры должны быть способны фильтровать взвешенные в воздухе частицы диаметром 0,0015 мм. Воздушные фильтры должны быть надежно закреплены на месте и легко сниматься для очистки во время работы двигателя. Фильтры должны быть оснащены взрывозащищенным реле перепада давления с двумя нормально разомкнутыми / нормально замкнутыми контактами для сигнализации и манометром перепада давления, установленным на уровне глаз.

Заземление

Продавец должен предоставить заземляющие площадки для подключения к сети заземления United с использованием медных многожильных проводов 70 мм 2. На корпусе двигателя должны быть предусмотрены две (2) диагонально противоположные заземляющие площадки. Если поставляются отдельные опорные подшипники, каждый блок должен иметь резьбовое отверстие в основании рамы для заземления.

Детекторы вибрации

Каждый подшипник для двигателей мощностью 1500 кВт (2000 л.с.) и выше должен быть снабжен двумя (2) датчиками вибрации и демодуляторами осцилляторов.Датчики должны быть смещены на 90 градусов друг от друга и на 45 градусов от по вертикали на каждом подшипнике. Демодулятор генератора должен быть установлен в отдельной клеммной коробке со съемным держателем пробника. Каждый держатель должен иметь заплечики, чтобы положение зонда сохранялось при снятии и повторной установке зонда. Держатель должен быть механически зафиксирован на корпусе подшипника, а зонд должен быть механически расположен в держателе для предотвращения ослабления при эксплуатации.

Испытание синхронного двигателя
  • Как минимум, должны быть выполнены испытания, перечисленные в API 546, и следующие испытания.
    а. Сопротивление статора и обмоток возбуждения (холодное и горячее)
    б. Ток вала и изоляция подшипников
    c. Последовательность фаз
    d. Работа с превышением скорости (120 процентов от номинальной скорости)
    e. Четырех (4) часовой рабочий тест
    f. Испытание сердечника статора
    г. Измерение воздушного зазора
    ч. Измерение скорости холостого хода
    i. Измерение тока холостого хода для каждой фазы
    Дж.Испытание обмотки статора погружением
    k. Тест на шум (8 баллов)
    л. Короткое замыкание оборотов ротора
    м. Проверка полярности полюсов
    n. Испытание высокого потенциала статора
    a. Насыщение обрыва и короткого замыкания
    б. Определение КПД и коэффициента мощности при нагрузке 50, 75, 100 и 115 процентов
    c. Сегрегированные потери
    d. Повышение температуры (метод 4)
    e.Скорость-момент
    ф. Момент вытягивания
    г. Определение реактивных сопротивлений машин и постоянных времени
    ч. Ток заторможенного ротора
    i. Повышенная температура при испытании на вибрацию при ограниченном охлаждении

j. Возбуждение нагрузки (реактивное сопротивление Потье)

  • Во время эксплуатационных испытаний электрические и механические операции всего оборудования должны функционировать удовлетворительно. Давление масла подшипников и охлаждающей воды, а также уровни температуры подачи и слива должны быть согласованы до испытания.Измерение показаний не должно начинаться до тех пор, пока все такие параметры не стабилизируются с точностью до плюс-минус 3 ° C (5 ° F). Давление масла и охлаждающей воды, расход и температура должны контролироваться и регистрироваться.
  • Двигатель должен работать на 100% и 120% нормальной рабочей скорости. После того, как установка стабилизируется в этих условиях, необходимо записать показания вибрации, давления масла и температуры для каждого рабочего состояния. Рабочие датчики вибрации, если они есть, должны быть установлены для испытания и использоваться для определения уровней вибрации.
  • Показания вибрации должны контролироваться и регистрироваться и сниматься на валу как со стороны неприводного, так и со стороны муфты; показания корпусов подшипников недопустимы. Амплитуда вибрации в зависимости от скорости во время выбега от 120% номинальной скорости до состояния покоя.
  • Во время заводских испытаний собранного двигателя, работающего на холостом ходу, размах амплитуды вибрации без фильтрации в любой плоскости, измеренной на валу, с использованием проксимиторных зондов Bentley Nevada, расположенных рядом и относительно каждый радиальный подшипник не должен превышать указанных ниже пределов, включая механическое биение плюс электрическое биение.Если Продавец может продемонстрировать наличие электрического биения из-за аномалий материала вала, электрическое биение не должно превышать 0,25 мил (максимум). Электрическое биение можно определить приемлемыми методами путем медленного вращения ротора с помощью бесконтактного датчика.
  • Уровень нефильтрованной вибрации (размах) собранного двигателя, работающего на 120% номинальной скорости, не должен превышать вышеуказанное значение плюс 0,5 мил. Амплитуда любой дискретной несинхронной вибрации не должна превышать 25 процентов допустимой вибрации.
  • Испытание сердечника статора должно выполняться на всех двигателях.
  • Способность выдерживать скачки напряжения витка статора до изоляции витка должна находиться в пределах диапазона, определенного на Рисунке 1 стандарта IEEE 522. Две (2) дополнительных обмотки статора должны быть изготовлены для всех двигателей одновременно с полная обмотка статора и подлежит испытаниям.
  • Испытание изоляции витков должно состоять из последовательных приложений в течение одного (1) минутного интервала импульсов напряжения с временем нарастания 0.1 — 0,2 микросекунды, приложенные между выводами катушки. Пиковое значение импульса напряжения следует постепенно увеличивать до тех пор, пока не будет достигнута точка нарушения изоляции. Испытательное напряжение должно включать значения 2,0, 3,5 и 5,0 о.е.

Основными ключевыми словами для этой статьи являются ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ДИЗАЙН СИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ, СИНХРОННОЕ ТЕСТИРОВАНИЕ ДВИГАТЕЛЯ, СИНХРОННАЯ ДИАГРАММА ДВИГАТЕЛЯ, УПРАВЛЕНИЕ СИНХРОННЫМ ДВИГАТЕЛЕМ, УПРАВЛЕНИЕ СКОРОСТЬЮ ДВИГАТЕЛЯ.

Нравится:

Нравится Загрузка…

Международный журнал научных и технологических исследований

ДОБРО ПОЖАЛОВАТЬ В IJSTR (ISSN 2277-8616) —

Международный журнал научных и технологических исследований — это международный журнал с открытым доступом из различных областей науки, техники и технологий, в котором особое внимание уделяется новым исследованиям, разработкам и их приложениям.

Приветствуются статьи, содержащие оригинальные исследования или расширенные версии уже опубликованных статей конференций / журналов. Статьи для публикации отбираются на основе экспертной оценки, чтобы гарантировать оригинальность, актуальность и удобочитаемость.

IJSTR обеспечивает широкую политику индексирования, чтобы опубликованные статьи были хорошо заметны для научного сообщества.

IJSTR является частью экологически чистого сообщества и предпочитает режим электронной публикации, поскольку он является «ЗЕЛЕНЫМ журналом» в Интернете.

Мы приглашаем вас представить высококачественные статьи для обзора и возможной публикации во всех областях техники, науки и технологий.Все авторы должны согласиться с содержанием рукописи и ее представлением для публикации в этом журнале, прежде чем она будет отправлена ​​нам. Рукописи следует подавать в режиме онлайн


IJSTR приветствует ученых, заинтересованных в работе в качестве добровольных рецензентов. Рецензенты должны проявить интерес, отправив нам свои полные биографические данные. Рецензенты определяют качественные материалы.Поскольку ожидается, что они будут экспертами в своих областях, они должны прокомментировать значимость рецензируемой рукописи и то, способствует ли исследование развитию знаний и развитию теории и практики в этой области. Заинтересованным рецензентам предлагается отправить свое резюме и краткое изложение конкретных знаний и интересов по адресу [email protected]

.

IJSTR публикует статьи, посвященные исследованиям, разработкам и применению в области инженерии, науки и технологий.Все рукописи проходят предварительное рецензирование редакционной комиссией. Вклады должны быть оригинальными, ранее или одновременно не публиковаться где-либо еще, и перед публикацией они должны быть подвергнуты критическому анализу. Статьи, которые должны быть написаны на английском языке, должны содержать правильную грамматику и правильную терминологию.


IJSTR — это международный рецензируемый электронный онлайн-журнал, который выходит ежемесячно. Цель и сфера деятельности журнала — предоставить академическую среду и важную справочную информацию для продвижения и распространения результатов исследований, которые поддерживают высокоуровневое обучение, преподавание и исследования в области инженерии, науки и технологий.Поощряются оригинальные теоретические работы и прикладные исследования, которые способствуют лучшему пониманию инженерных, научных и технологических проблем.

Sinotech Synchronous Motor Design & Manufacturing

Синхронные двигатели

Без сложного электронного управления синхронные двигатели по своей сути являются двигателями с постоянной скоростью. Они работают абсолютно синхронно с частотой сети.Как и в случае асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, скорость определяется количеством пар полюсов и частотой сети.

Синхронные двигатели доступны в размерах от субфракционных с самовозбуждением до промышленных размеров с возбуждением постоянным током большой мощности. В диапазоне дробных лошадиных сил большинство синхронных двигателей используются там, где требуется точная постоянная скорость. В промышленных типоразмерах с высокой мощностью синхронный двигатель выполняет две важные функции. Во-первых, это высокоэффективное средство преобразования энергии переменного тока в работу.Во-вторых, он может работать с опережающим или единичным коэффициентом мощности и тем самым обеспечивать коррекцию коэффициента мощности.

Существует два основных типа синхронных двигателей: без возбуждения и с возбуждением от постоянного тока.

Синхронный двигатель

Не возбужденные двигатели

  • Эти двигатели, изготовленные с реактивным сопротивлением и гистерезисом, используют схему самозапуска и не требуют внешнего источника питания. Конструкции сопротивления имеют номинальные значения от субфракционных до примерно 30 л.с.Двигатели с субфракционной мощностью в лошадиных силах имеют низкий крутящий момент и обычно используются для измерительных приборов. Двигатели со встроенной мощностью в лошадиных силах с умеренным крутящим моментом используют короткозамкнутую конструкцию с зубчатыми роторами. При использовании источника питания с регулируемой частотой все двигатели в системе привода могут управляться с одинаковой скоростью. Частота источника питания определяет рабочую скорость двигателя.
  • Гистерезисные двигатели производятся с субфракционной мощностью в лошадиных силах, в основном как серводвигатели и синхронизирующие двигатели.Двигатели с гистерезисом, более дорогие, чем реактивные, используются там, где требуется точная постоянная скорость.

Двигатели с возбуждением постоянным током

Для этих двигателей мощностью более 1 л.с. для возбуждения требуется постоянный ток, подаваемый через контактные кольца. Постоянный ток может подаваться от отдельного источника или от генератора постоянного тока, напрямую подключенного к валу двигателя.

Синхронные двигатели, однофазные или многофазные, не могут запускаться без привода или без подключения ротора по схеме самозапуска.Поскольку поле вращается с синхронной скоростью, двигатель должен быть ускорен, прежде чем он сможет синхронизироваться. Для разгона с нуля требуется проскальзывание до достижения синхронизации. Следовательно, необходимо использовать отдельные средства запуска.

В самозапускающихся двигателях для двигателей с дробной мощностью используются методы, общие для асинхронных двигателей (разделенная фаза, конденсаторный пуск и экранированный полюс). Электрические характеристики этих двигателей заставляют их автоматически переключаться на синхронный режим.

Хотя двигатели с возбуждением постоянным током имеют короткозамкнутый ротор для пуска, присущий им низкий пусковой крутящий момент и потребность в источнике питания постоянного тока требует системы пуска, которая обеспечивает полную защиту двигателя при запуске, своевременно применяет возбуждение поля постоянного тока, устраняет поле возбуждения при извлечении ротора, а также защищает обмотку с короткозамкнутым ротором от теплового повреждения в нештатных условиях.

Синхронные двигатели

Sinotech разрабатываются в США и производятся в Китае, Тайване и Корее.

Оптимальная конструкция мощного линейного синхронного двигателя с постоянными магнитами для запуска самолета

[1] Д.Паттерсон, А. Монти, К. Брайс, Р. Дугал, Р. Петтус и Д. Шринивас, Проектирование и моделирование электромагнитной системы запуска самолета, Proc. Отчет о конференции по отраслевым приложениям (37-я IAS), 2002 г., стр.1950.

DOI: 10.1109 / ias.2002.1043800

[2] Д.Холл, Дж. Капинский, М. Крефта и О. Кристиансон, Электромеханическое моделирование переходных процессов для короткоствольных вторичных индукционных машин, IEEE Trans. Преобразование энергии, т. 23, с.789–795, сентябрь (2008).

DOI: 10.1109 / tec.2008.926060

[3] М.Р. Дойл, Д. Дж. Самуэль, Т. Конвей и Р. Р. Климовски, Электромагнитная система запуска самолета — EMALS, IEEE Trans. Магнетизм, т. 31, с. 528–533, январь (1995).

DOI: 10.1109 / 20.364638

[4] Р.Р. Бушуэй, Вопросы разработки электромагнитных систем запуска самолетов, IEEE Trans. Магнетизм, т. 37, стр. 52–54, январь (2001).

DOI: 10.1109 / 20.9

[5] ГРАММ.Стумбергер, М. Т. Айдемир, Д. Зарко и Т. А. Липо, Разработка линейного объемного сверхпроводящего магнитного синхронного двигателя для электромагнитных систем запуска самолетов, IEEE Trans. Прикладная сверхпроводимость, т. 14, с.54–62, март (2004).

DOI: 10.1109 / tasc.2004.824342

[6] ГРАММ.Стумбергер, Д. Зарко, М. Т. Айдемир и Т. А. Липо, Разработка и сравнение линейного синхронного двигателя и линейного асинхронного двигателя для электромагнитной системы запуска самолета, Proc. IEEE International Electric Machines and Drives Conference (IEMDC 2003), 2003, p.494.

DOI: 10.1109 / iemdc.2003.1211309

[7] Б.К. Бозе, Современная силовая электроника и приводы переменного тока. Энглвуд Клиффс, Нью-Джерси: Прентис-Холл, (2002).

[8] Д.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

2019 © Все права защищены.