Синхронні двигуни з постійними магнітами

Синхронний двигун з постійними магнітами відрізняється від двигуна з обмоткою збудження тим, що магнітне поле ротора створюється тут за рахунок постійних магнітів. Двигун не має ковзаючих контактів, не потребує джерела живлення постійного струму і в той же час за своїми пусковими і робочими властивостями досить близький до двигуна з обмоткою збудження постійного струму.

Ротори двигунів з постійними магнітами вміщують в себе елементи синхронних двигунів (постійні магніти) і елементи асинхронних двигунів (короткозамкнену обмотку, виконану у вигляді білчиної клітки).

image002

Рис. 6.9. Конструкції ротора: а) радіальна4 б) аксіальна.

В наш час отримали розповсюдження дві конструкції роторів з постійними магнітами: в першій з них (рис. 6.9, а) постійний магніт 1 і шихтоване осердя 2 з короткозамкненою обмоткою розташовуються в розточці статора 3 радіально; в другій (рис. 6.9, б) – аксиально. Ротори останньої конструкції, як правило, використовують для багатополюсних машин з малим внутрішнім діаметром статора в тих випадках, коли виконання кращої в електромагнітному відношенні першої конструкції досить важке.

При пуску двигун працює як асинхронний – його момент створюється за рахунок взаємодії обертального поля з наведеними ним струмами в короткозамкненій обмотці ротора. При частоті обертання, близькій до синхронної, ротор за рахунок взаємодії поля постійних магнітів з обертальним магнітним полем статора втягується в синхроннізм і в подальшому працює з синхронною частотою обертання.

Особливість процесу пуска в хід двигунів полягає в тому, що вони пускаються в збудженому стані, в той час як при пуску в хід двигунів з електромагнітним збудженням обмотку збудження відключають від джерела постійного струму.

В процесі розгону ротора (під дією асинхронного моменту) магнітне поле постійних магнітів наводить в обмотках статора ЕРС, яка не врівноважується напругою джерела живлення, так як її частота f2=pn2/60 при n2<n1 не рівна частоті джерела f1=pn1/60. Під дією цієї ЕРС в колі обмотки статора виникають струми, які взаємодіють з полем ротора і створюють гальмівний (генераторний) момент Мг, напрямлений назустріч корисному асинхронному моменту Ма. Це дещо погіршує пускові властивості двигунів з постійними магнітами (рис. 6.10) і потребує особливої уваги при проектуванні – правильного вибору параметрів двигуна і передусім степені збудженності постійних магнітів.

image004

Рис. 6.10. Пускові властивості двигунів.

Справа в тому, що підвищення збудженності постійних магнітів, з одного боку, сприяє підвищенню моменту (а тому, і механічної потужності) в синхронному режимі, а з другого – сприяє підвищенню гальмівного моменту при пуску, тобто погіршанню пускових властивостей. При неправильному виборі степені збудженності двигун або не буде пускатися (внаслідок великого гальмівного моменту), або не буде розвивати необхідної механічної потужності в синхронному режимі.

Синхронні двигуни з постійними магнітами отримали досить широкого розповсюдження внаслідок хороших пускових і робочих властивостей. Ці двигуни надійні в роботі, мають постійну миттєву частоту обертання (за один оберт), високі ККД і cosj.

Васюра А.С. – книга “Електромашинні елементи та пристрої систем управління і автоматики” частина 2

Оставьте комментарий к статье