同步电动机是旨在以同步速度操作或旋转的电动机。通过同步电动机驱动器同步电动机的启动,拉动或制动等各种过程变得容易,从而使操作顺利。
这些在可变速度同步电动机驱动器上以高功率运行非常有用。通常,同步电动机驱动器的功率额定值约为100兆瓦,电压最大为13.8 kV。
介绍
同步电动机上存在两种类型的绕组。一个是定子上存在的三相电枢绕组,而另一个是转子上存在的场绕组。同步电动机的场绕组带有直流电源,因此其自己的MMF将产生,并且该MMF被称为现场MMF。另一方面,在三相定子绕组中,旋转电枢MMF会产生,因为定子绕组带有三相平衡的电流。
系统的最终MMF是两个单独的MMF的组合。当场MMF和结果MMF相互作用时,会产生电磁扭矩。
与频率驱动器一起使用的同步电动机在类似于感应电动机和直流电动机的行业中发现了相当大的应用。除此之外,它们还用于在需要高动态性能的场上,例如滚动厂。此外,同步电动机驱动器还用于挤出机,泵,压缩机,推进系统等。
通常说同步电动机以额定同步速度运行,那么为什么在同步电动机的情况下我们需要驱动器。因此,基本上,在同步电动机过程中使用驱动器,例如启动,制动和拉入变得容易。由于这个原因,使用同步电动机驱动器。
在这里要注意的是,每当需要控制同步电动机的功率因数时,同步电动机的场电流就会变化。
同步电机
在高功率中,中型电压驱动两种类型的同步电动机通常使用如下:
- 伤口转子同步电动机(WRSM)
- 永久磁铁同步电动机(PMSM)
这两者在WRSM中的方式不同,转子场绕组中的电流会导致转子磁通量。但是在PMSM的情况下,转子通量是存在永久磁体的结果,因此称为SO。
同步电动机可以是明显的杆类型或圆柱形类型的,此分类取决于转子的形状和沿转子周围的气隙分布。
6极WRSM的结构表示如下:
提供了转子的场绕组,可以直接电流激发,这可以通过与连接到轴的滑动环接触的刷子直接完成,在该轴上,滑动环与转子形成电气连接。虽然在某些情况下,使用无刷激发器来提供直接的激发,而这种激发器与轴形成了连接。在这种情况下,存在轴上的二极管整流器,而示意剂产生的交替电流已更改为DC,以通过二极管整流器的操作。
在讨论的两个方法中,前者比后者要简单。但是,刷子和滑环的使用产生了常规的维护要求。虽然无刷技术很复杂且昂贵,但需要更少的维护。
八极PMSM的结构表示如下:
在PMSM的情况下,为了产生转子的磁通量,使用永久磁体,因此,这些原因是无刷方向。在这种情况下,电动机的效率很高,所以这是因为这里不存在与转子绕组相关的损失。然而,由于存在永久磁铁,因此存在很高的反应率,并且比WRSM相对昂贵。
PMSM进一步分为两类,此分类基于转子上永久磁体的安装方向。因此,在此基础上,我们可以进行表面安装的PMSM和插图PMSM。
在表面安装的类型中,将永久磁铁以均匀的方式放置在转子的表面上。在这种情况下,磁铁的碎片在转子芯表面上被非铁质材料隔开。这给出了圆柱形或非矩形孔PMSM的名称。这被认为是一种简单的技术,但是在高旋转速度下,由于离心力引起的磁铁可能会从转子上脱离。因此,这通常适用于低速应用,例如大约几千rpm的转子速度。
在插图PMSM的情况下,转子具有永久磁铁。转子核心材料和磁铁的渗透率不同,这产生了显着性。这些电动机设计为以高旋转速度运行,就像在这种配置中一样,与离心力相关的磁体的旋转应力相对较小,远小于表面安装的PMSM。因此,在这种情况下,获得高转子速度。
一开始我们已经讨论了同步电动机驱动器在启动,拉入和制动过程方面有助于轻松。因此,让我们继续分别讨论每个参数。
启动同步电机
同步电动机没有表现出自动启动能力,其定子与感应电动机相似。但是,由于向其提供直流电源,转子会以不同的方式激发。当给定子提供三相交流电源时,这会产生旋转的磁通量,从而允许同步速度旋转。当将直流电源提供给转子,然后由于产生的磁通量,磁场的旋转将以同步速度发生,在这种情况下,转子作为带有两个显着杆的磁铁。
当转子静止时,它将不会遵循磁场的同步旋转。在这种情况下,由于两极的快速运动,转子将固定在其位置,因此据说同步电动机不是自动启动的。
拉动同步电机
现在,问题出现了,同步电动机的拉力是如何进行的。因此,基本上,当电动机的转子围绕同步速度到达时,就会提供直流电源。由于提供的电源,在电动机中将注意到相角和扭矩角的变化。一旦完成,转子将达到同步速度。
刹车
通常,制动分为三类,即
- 再生
- 动态的
- 插头
实际上,只能将动态制动应用于同步电动机。不采用再生制动的原因是,再生制动需要比电动机的同步速度具有更高的速度。
动态制动以与电源断开电动机并与三相电阻的连接的方式应用。在这种情况下,在这种情况下,电动机执行同步产生,电阻器负责耗能。
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