Induksiya və sinxron döyüşmələrin dinamikası nədir?

Induktsiya və Sinxron döyüşməli mühərriklərin dinamik xüsusiyyətləri

Induktsiya mühərrikləri (Induction Motor) və sinxron mühərrikləri (Synchronous Motor) iki ümumi AC mühərrikin növüdür. Onların struktura, işləmə prinsipi və dinamik xüsusiyyətləri ciddi şəkildə fərqlənir. Aşağıda bu iki növ mühərrikin dinamik xüsusiyyətlərinin təhlili verilmişdir:

1. Başlatma Xüsusiyyətləri

Induktsiya Mühərriki:

İnduktsiya mühərrikləri adətən yüksək başlama elektrik akımı var, genelliklə nominal akımdan 5-7 dəfə daha yüksəkdir. Bu, mühərrikin başlama zamanında rotorun sabit olması və s=1 slip olmasından qaynaqlanan, rotor sarınması içində böyük induksiya edilən akımın meydana gəlməsindən ilə bağlıdır.

Başlama momenti nisbətən aşağıdır, xüsusilə tam yüklərdə, və nominal momentdən yalnız 1.5-2 dəfə ola bilər. Başlama performansını yaxşılaşdırmak üçün yumşaq başlama və ya yıldız-delta başlama sistemləri istifadə edilə bilər ki, bunlar başlama akımını azaltır və başlama momentini artırır.

İnduktsiya mühərrikinin başlama prosesi asinhrondur; mühərrikk həmişə sabit vəziyyətdən nəhəng sinxron sürətinə qədər yavaş-yavaş sürət alır, amma tam sinxronluğa çatmır.

Sinxron Mühərriki:

Sinxron mühərriklerin başlama xüsusiyyətləri onların növünə görə fərqlənir. Özü-başlayabilən sinxron mühərriklər (məsələn, daimi mağnitli sinxron mühərriklər və ya başlama sarınmaları olan sinxron mühərriklər) indüksiyon mühərriklər kimi asinhron başlaya bilərlər, lakin sinxron sürətə yaxınlaşdıqdan sonra eksitasiya sistemi tərəfindən sinxronluğa çəkilirlər.

Özü-başlaya bilməyən sinxron mühərriklər üçün, mühərrikin sinxron sürətə çata qədər onu başlamaq üçün qarışıq cihazlar (məsələn, frekvens inverterləri və ya köməkçi mühərriklər) lazımdır, bundan sonra sinxron rejimə keçir.

Sinxron mühərriklər genelliklə daha yüksək başlama momenti təmin edirlər, xüsusilə eksitasiya sistemləri olanlar, başlama zamanı mühim bir moment təmin edə bilərlər.

2. Daimi İşləmə Rejiminin Xüsusiyyətləri

İnduktsiya Mühərriki:

İnduktsiya mühərrikinin sürəti təchizat frekvensinə orantılıdır, amma həmişə sinxron sürətdən bir az aşağıdadır. Slip s, faktiki sürət və sinxron sürət arasındakı fərq, adətən 0.01-0.05 (yəni 1%-5%) aralığında olur. Kiçik slip daha yüksək effektivliklərə gətirir, amma moment çıxışı nisbətən azalır.

İnduktsiya mühərrikinin moment-sürət xüsusiyyəti parabolikdir, maksimum moment müəyyən bir slip dəyərində (adi dərəcədə kritik slip) meydana gəlir. Yük artıqca sürət bir az azalır, amma mühərrik stabi bir şəkildə işləyir.

İnduktsiya mühərrikinin gücü indeksi adətən aşağıdır, xüsusilə hafif və heç bir yük altında, 0.7-a qədər aşağı olabilir. Yük artıqca güc indeksi yaxşılaşır.

Sinxron Mühərriki:

Sinxron mühərrikinin sürəti təchizat frekvensinə orantılıdır və yük dəyişikliklərinə baxmayaraq sinxron sürətdə sabit qalır. Bu, yüksək dərəcədə stabi sürət təmin edir, bu da sinxron mühərrikleri dəqiqlik sürət idarəedilməsi tələb edilən tətbiqlər üçün uyğun edir.

Sinxron mühərrikinin moment-sürət xüsusiyyəti düşey xətt, bu, sinxron sürətdə sabit moment təmin etdiyini, sürətdə heç bir dəyişiklik olmadan göstərir. Əgər yük mühərrikin maksimum moment qabiliyyətini aşarsa, mühərrik sinxronluğunu itirir və dayandır.

Sinxron mühərriklər, eksitasiya akımını dəyişdirməklə gücü indeksini idarə edə bilərlər, bu da onları kapasitiv və ya indüktiv rejimlərdə işlətməyə imkan verir. Bu xüsusiyyət, sinxron mühərriklərin elektrik şəbəkəsinin gücü indeksini yaxşılaşdırmaqda faydalı olmasına imkan verir.

3. Dinamik Təsir Xüsusiyyətləri

İnduktsiya Mühərriki:

İnduktsiya mühərrikinin dinamik təsiri nisbətən yavaşdır, xüsusilə yük birdən dəyişdikdə. Rotorun inersiyası və elektromaqnit inersiyası səbəbindən, mühərrikin yeni yük şərtlərinə adaptasiya etmək üçün zəmanət vardır. Bu zəmanət, xüsusilə ağır yük və tez-tez başlama-dayandırma tətbiqlərində sürət dalgalanmalarına səbəb ola bilər.

İnduktsiya mühərrikinin sürət idarəetmə aralığı limitlidir, adətən təchizat frekvensini dəyişdirməklə (məsələn, deyişən frekvens inverteri istifadə edərək) əldə edilir. Amma, bu, xüsusilə aşağı sürətlərdə, torquenin azalmasına səbəb ola bilər.

Sinxron Mühərriki:

Sinxron mühərrikinin dinamik təsiri daha sürətdir, xüsusilə yük dəyişdikdə. Mühərrikin sürəti həmişə təchizat frekvensi ilə sinxronlaşdırıldığından, o, yük dəyişiklikləri altında stabi sürət saxlaya bilər. Həmçinin, sinxron mühərrikinin moment təsiri sürətli olur, kiçik bir zaman ərzində lazımi momenti təmin edir.

Sinxron mühərriklər, eksitasiya akımını dəyişdirməklə moment və gücü indeksini idarə edə bilər, bu da daha fleksibil idarəetmə imkanı verir. Vektor idarəetmə və ya doğrudan moment idarəetmə (DTC) kimi inkişaf etmiş idarəetmə metodları da dəqiqlik sürət və moment idarəetməsi əldə etmək üçün istifadə edilə bilər.

4. Yüklənmə Qabiliyyəti və Koruma

İnduktsiya Mühərriki:

İnduktsiya mühərriklərinin belə bir yüklənmə qabiliyyəti var və qısa müddət 1.5-2 dəfə nominal yükü daya bilərlər. Amma uzun müddətli yüklənmə, ishalanmaya səbəb olur, izolyasiya materialını zədələyir. Bu səbəbdən, induksiyon mühərrikləri adətən termorele və ya temperatur sensörleri kimi yüklənmə koruma cihazlarına sahibdir, bu da ishalanmadan koruyur.

İnduktsiya mühərriklərinin yüklənmə qabiliyyəti onların dizaynına bağlıdır. Məsələn, sarınmış rotorlu induksiyon mühərrikləri, sarınmalı tip mühərriklərə nisbətən daha yaxşı yüklənmə performansına malikdir, çünki rotor akımı xarici rezistorlarla idarə edilə bilər.

Sinxron Mühərriki:

Sinxron mühərriklərinin güclü bir yüklənmə qabiliyyəti var, xüsusilə eksitasiya sistemləri olanlar, qısa müddət 2-3 dəfə nominal yükü daya bilərlər. Amma uzun müddətli yüklənmə, ishalanmaya səbəb ola bilər.

Sinxron mühərriklər, müxtəlif koruma üsulları ilə korunurlar, məsələn, aşırı akım koruması, addım itirmə koruması və eksitasiya xətası koruması. Addım itirmə koruması, mühərrikin aşırı yük altında addım itirməsini önələyir, əksər, eksitasiya xətası koruması, eksitasiya sisteminin düzgün işləməsini təmin edir.

5. Tətbiq Sahaları

İnduktsiya Mühərriki:

İnduktsiya mühərrikləri, endüstri, tarlaçılıq və ev cihazlarında geniş şəkildə istifadə olunur, xüsusilə yüksək dəqiqlikli sürət idarəetməsi tələb olunmayan tətbiqlərdə. Məsələn, ventilatorlar, pompalar və kompressorlar.

Sadə struktur, aşağı qiymət və asan nəzarət səbəbindən, induksiyon mühərriklər bir çox tətbiqlərdə tercih edilir.

Sinxron Mühərriki:

Sinxron mühərriklər, yüksək dəqiqlikli sürət idarəetməsi tələb olunan tətbiqlər üçün uyğundur, məsələn, dəqiqlik makinalar, jeneratollar və böyük kompressorlar. Onların sabit sürəti saxlamaq və yüksək güç faktoru təmin etmək qabiliyyəti, elektrik şəbəkələrində effektivliyi yaxşılaşdırmada onları dəyərlilik verir.

Sinxron mühərriklər, dəqiqlik sürət idarəetməsi və sürətli dinamik təsir tələb olunan tətbiqlərdə, məsələn, servo sistemlərində və robotikada da geniş şəkildə istifadə olunur.

Müəyyənləşdirici

• İnduktsiya Mühərriki: Yüksək başlama akımı, aşağı başlama momenti, sinxron sürətdən bir az aşağı sürət, yavaş dinamik təsir, ümumi endüstri və ev cihazları tətbiqləri üçün uygun.

• Sinxron Mühərriki: Başlama xüsusiyyətləri növə bağlıdır, strikt sinxron sürət, sürətli dinamik təsir, yüksək dəqiqlikli sürət idarəetməsi və gücü indeksini yaxşılaşdırma tələb olunan tətbiqlər üçün uygun.