Индукция және синхрон электрмоторлардың динамикасы неге тең?

Индуктивтік және синхронды электрмоторлардың динамикалық өзгерткіштері

Индуктивтік моторлар (Induction Motor) және синхронды моторлар (Synchronous Motor) - бұл екі кең таралған AC моторларының түрлері. Олардың құрылымы, іске қосу принциптері және динамикалық өзгерткіштерінде маңызды айырмашылықтар бар. Төмендегі материалда бұл екі мотор түрлерінің динамикалық өзгерткіштері талдауы берілген:

1. Бастау өзгерткіштері

Индуктивтік мотор:

Индуктивтік моторларда бастау уақытында көбінесе 5-7 есе нормадағы ағымға сияқты жоғары ағым пайда болады. Бұл шығыс уақытында ротор статикалық болып қалғанда, s=1 слайдың нәтижесінде ротор тартылысында зор индукциялық ағым пайда болады.

Бастау моменті өте төмен, әсіресе толық жүктеде, ол 1.5-2 есе нормадағы моментке сияқты болуы мүмкін. Бастау өзгерткіштерін жақсарту үшін жинақталған бастаушылар немесе жұлдыз-дельта бастаушылар қолданылады, олар бастау ағымын азайтып, бастау моментасты арттырады.

Индуктивтік мотордың бастау процессі асинхронды; мотор статикалық абалдан бастап, синхрондық жылдамдыққа жеткіле жеткіліксіз қаттырақ жылдамдалады.

Синхронды мотор:

Синхронды моторлардың бастау өзгерткіштері олардың түріне байланысты. Жеке бастауға қабілетті синхронды моторлар (мысалы, мұзды магнитті синхронды моторлар немесе бастау тартылысы бар синхронды моторлар) индуктивтік моторлар сияқты асинхронды бастауға қабілетті, бірақ олар синхрондық жылдамдыққа жеткен сайын синхрондық режимге тартыла отырып, бастау өзгерткіштерін жақсартады.

Жеке бастауға қабілетсіз синхронды моторлар үшін, алдын ала қозғалту үшін сыртқы құрылғылар (мысалы, частота конверторлары немесе көмекші моторлар) қажет. Мотор синхрондық жылдамдыққа жеткен соң, ол синхронды режимде қозғалады.

Синхронды моторлар жалпысынан жоғары бастау момента береді, әсіресе тартылау жүйелері бар моторлар, олар бастау уақытында зор момента қамтамасыз етеді.

2. Стационарлық өзгерткіштері

Индуктивтік мотор:

Индуктивтік мотордың жылдамдығы электр жабдықтың тактығына пропорционал, бірақ ол синхрондық жылдамдықтан әрқашан аз болады. s слайды бастапқы жылдамдық мен синхрондық жылдамдықтың айырмасын білдіреді, ол 0.01-0.05 (яғни 1%-5%) аралығында болады. Кіші slippage өсуімен өзіндік еңділік жоғары болады, бірақ момента өзгерісі кеміп қалады.

Индуктивтік мотордың момента-жылдамдық өзгерткіштері параболалық, максималды момента әдетте белгілі бір slippage мәнінде (әдетте критикалық slippage) пайда болады. Жүк өскен сайын, жылдамдық аз өзгереді, бірақ мотор стабилді қозғалуды ұстарады.

Индуктивтік мотордың энергия қатынасы әдетте төмен, әсіресе жеңіл немесе жүк жоқ болғанда, 0.7-ге дейін төмендейді. Жүк өскен сайын, энергия қатынасы жақсарады.

Синхронды мотор:

Синхронды мотордың жылдамдығы электр жабдықтың тактығына строго пропорционал және жүк өзгерісіне байланысты синхрондық жылдамдықта ұзақ уақытта сақталады. Бұл өте стабилді жылдамдықты қамтамасыз етеді, сондықтан синхронды моторлар өте дәл жылдамдық қозғалтуды талап ететін қолданыстар үшін ыңғайлы.

Синхронды мотордың момента-жылдамдық өзгерткіштері вертикаль сызық болып, ол синхрондық жылдамдықта тұрақты момента ұстауын, жылдамдық өзгерісінен тәуелсіз болып көрсетеді. Егер жүк мотордың максималды момента қабілетінен астам болса, мотор синхрондық режимден шығып, тоқтайды.

Синхронды моторлар тартылау ағымын өзгерту арқылы энергия қатынасын басқара алады, олар индуктивті немесе капацитивті режимдерде қозғалуға қабілетті. Бұл өзгерткіштер синхронды моторларды электр желісінің энергия қатынасын жақсарту үшін ыңғайлы етеді.

3. Динамикалық реакция өзгерткіштері

Индуктивтік мотор:

Индуктивтік мотордың динамикалық реакциясы әсіресе жүк өзгерісінде өте ауытқы. Ротордың инерциясы және электромагниттік инерциясы үшін мотор жаңа жүк шарттарына қолаяндау үшін уақыт қажет. Бұл уақыттың өтуі жүктердің өзгеруінен құтылуын, әсіресе ауытқы жүктерде немесе көптеген бастау-тоқтату қолданыстарда әсерін тигізеді.

Индуктивтік мотордың жылдамдық қозғалтудың аймағы шектеулі, әдетте электр жабдықтың тактығын өзгерту арқылы (мысалы, тактықты өзгерту құрылғысы арқылы) жеткізілетін. Бірақ, бұл өзгерістер, әсіресе төмен жылдамдықта, момента өзгерісін азайтуға әкеледі.

Синхронды мотор:

Синхронды мотордың динамикалық реакциясы әсіресе жүк өзгерісінде өте жылдам. Мотордың жылдамдығы әрқашан электр жабдықтың тактығымен синхронды болады, сондықтан жүк өзгерісінде де стабилді жылдамдықты сақтай алады. Синхронды мотордың момента реакциясы да өте жылдам, ол жылдам уақытта қажетті момента ұстауға қабілетті.

Синхронды моторлар тартылау ағымын өзгерту арқылы момента және энергия қатынасын басқара алады, бұл қолданыс үшін өзгерту ыңғайлы етеді. Векторлық қозғалту немесе туынды момента қозғалту (DTC) сияқты жаңа қозғалту ықтималдарын қолдану арқылы дәл жылдамдық және момента қозғалту ыңғайлы етіледі.

4. Жүктердің өзін-өзін жою қабілеті және қорғау

Индуктивтік мотор:

Индуктивтік моторлар бірнеше уақытқа 1.5-2 есе нормадағы жүктерді ұстауға қабілетті. Бірақ, узак уақыт бойы жүктерді ұстау ысынуына және изоляция материалдарының қырғызылуына әкеледі. Сондықтан, индуктивтік моторлар ысыну қорғау құрылғыларымен, мысалы, термодатчиктер немесе температура сенсорларымен қамтамасыз етеледі.

Индуктивтік моторлардың өзін-өзін жою қабілеті олардың құрылымына байланысты. Мысалы, роторына тартылыс қойылған индуктивтік моторлар сүрікті моторларға қарағанда жүктерді ұстау өзін-өзін жою қабілетін жақсартады, себебі ротор ағымын сыртқы резисторлар арқылы басқару мүмкін.

Синхронды мотор:

Синхронды моторлар өте жоғары өзін-өзін жою қабілетіне ие, әсіресе тартылау жүйелері бар моторлар, олар үшнеше уақытқа 2-3 есе нормадағы жүктерді ұстауға қабілетті. Бірақ, узак уақыт бойы жүктерді ұстау ысынуына әкеледі.

Синхронды моторлар әртүрлі қорғау ықтималдарымен қамтамасыз етеледі, олардың ішінде өте жүк қорғау, шагындау қорғау және тартылау қорғау. Шагындау қорғау мотордың өте жүк үстінде шагындауынан қорғау үшін қолданылады, ал тартылау қорғау тартылау жүйесінің туынды қызмет етуін қамтамасыз етеді.

5. Қолданыс ауқымдары

Индуктивтік мотор:

Индуктивтік моторлар өнеркәсіптік, ауыл шаруашылығы және үй жабдықтарында кеңінен қолданылады, әсіресе жылдамдықты өте дәл қозғалту қажет емес қолданыстарда. Мысалы, шеберлер, насосы, сыйықталау құрылғылары.

Тұрақты құрылымы, төмен бағасы және қолайлы қызмет көрсетуінен, индуктивтік моторлар көптеген қолданыстарда таңдаулы қолданылатын моторлар болып табылады.

Синхронды мотор:

Синхронды моторлар өте дәл жылдамдық қозғалту қажет ететін қолданыстарда, мысалы, дәл машиналық құрылғылар, жүзегіріктіру құрылғылар және үлкен сыйықталау құрылғыларында қолданылады. Олардың тұрақты жылдамдықты ұстау және жоғары энергия қатынасын ұстау қабілеті оларды электр системаларында қолдану үшін ыңғайлы етеді.

Синхронды моторлар өте дәл жылдамдық қозғалту және жылдам динамикалық реакция қажет ететін қолданыстарда, мысалы, серво системаларда және роботикада кеңінен қолданылады.

Жиынтық

• Индуктивтік мотор: Жоғары бастау ағымы, төмен бастау момента, синхрондық жылдамдықтан аз, ауытқы динамикалық реакция, өнеркәсіптік және үй қолданыстар үшін ыңғайлы.

• Синхронды мотор: Бастау өзгерткіштері түріне байланысты, строго синхрондық жылдамдық, жылдам динамикалық реакция, өте дәл жылдамдық қозғалту және энергия қатынасын жақсарту үшін ыңғайлы.