Kādi ir indukcijas un sinhronmotors dinamikas? **修正后的翻译：** Kāda ir indukcijas un sinhronmotora dinamika?

Indukcijas un sinhronmotors dīnāmiskās īpašības

Indukcijas motori (Induction Motor) un sinhronmotors (Synchronous Motor) ir divi bieži sastopami AC motoru veidi. Šie motori atšķiras struktūrā, darbības principos un dīnāmiskajās īpašībās. Zemāk sniegta šo divu motoru veidu dīnāmiskās īpašību analīze:

1. Uzsākšanas īpašības

Indukcijas motors:

Indukcijas motoriem parasti ir augsts uzsākšanas strāva, bieži 5 līdz 7 reizes lielāka nekā nominālā strāva. Tas notiek tāpēc, ka uzsākšanas laikā rotors ir nemainīgs, un slīdējums s=1, kas rada lielu inducēto strāvu rotorā.

Uzsākšanas momenta relatīvi zems, īpaši pilna ielādes gadījumā, un var būt tikai 1,5 līdz 2 reizes lielāks nekā nominālais moments. Lai uzlabotu uzsākšanas veiktspēju, var izmantot mīkstus uzsākšanas sistēmas vai zvaigznē-deltveida uzsākšanas sistēmas, lai samazinātu uzsākšanas strāvu un palielinātu uzsākšanas momentu.

Indukcijas motora uzsākšanas process ir asinhronisks; motors ātri paātrina no stacionārā stāvokļa līdz tuvākam sinhronajam ātrumam, bet nekad nepieņem precīzu sinhronismu.

Sinhronmotors:

Sinhronmotoru uzsākšanas īpašības atkarīgas no to veida. Savstarpēji uzsākamajiem sinhronmotoriem (piemēram, pastāvīgā magnēta sinhronmotori vai sinhronmotori ar uzsākšanas vijaņiem), tie var uzsākties asinhroniski, kā indukcijas motori, bet tiek izraudzīti sinhronismā, pieejot sinhronajam ātrumam, ar eksitācijas sistēmu palīdzību.

Nesavstarpēji uzsākamajiem sinhronmotoriem parasti ir nepieciešamas ārējas ierīces (piemēram, frekvences maiņas pārveidotāji vai palīgmotori), lai palīdzētu motoram uzsākties, līdz tas sasniedz sinhronisko ātrumu, pēc kura tas var iet sinchroniskā režīmā.

Sinhronmotori parasti nodrošina augstāku uzsākšanas momentu, īpaši tiem ar eksitācijas sistēmām, kas var nodrošināt lielu momentu uzsākšanas laikā.

2. Stabilā darbības režīma īpašības

Indukcijas motors:

Indukcijas motora ātrums ir proporcionāls piegādes frekvencei, bet vienmēr ir nedaudz zemāks nekā sinhronais ātrums. Slīdējums s attēlo atšķirību starp faktisku un sinhronisko ātrumu, parasti atrodams diapazonā no 0,01 līdz 0,05 (t.i., 1% līdz 5%). Mazāks slīdējums nodrošina augstāku efektivitāti, taču momenta iznose gandrīz vienlaikus samazinās.

Indukcijas motora momenta-ātruma charakteristika ir paraboliska, ar maksimālo momentu noteiktā slīdējuma vērtībā (parasti kritiskais slīdējums). Kad ielāde palielinās, ātrums nedaudz samazinās, bet motors saglabā stabila darbība.

Indukcijas motora jaudas faktors parasti ir zems, īpaši vieglā ielādē vai bez ielādes, iespējams, tik zems kā 0,7. Kā ielāde palielinās, jaudas faktors uzlabojas.

Sinhronmotors:

Sinhronmotoru ātrums ir strikti proporcionāls piegādes frekvencei un paliek nemainīgs sinhronajā ātrumā, neatkarīgi no ielādes maiņām. Tas nodrošina ļoti stabila ātruma, padarot sinhronmotorus piemērotiem lietojumam, kur nepieciešama precīza ātruma kontrole.

Sinhronmotoru momenta-ātruma charakteristika ir vertikāla līnija, kas norāda, ka tie var nodrošināt nemainīgu momentu sinhronajā ātrumā bez ātruma maiņas. Ja ielāde pārsniedz motoru maksimālo momenta spēju, motors zaudēs sinhronismu un apstāsies.

Sinhronmotori var kontrolēt jaudas faktoru, pielāgojot eksitācijas strāvu, ļaujot tiem darboties gan kapacitatīvā, gan induktīvā režīmā. Šī īpašība padara sinhronmotorus noderīgākus elektrības tīkla jaudas faktora uzlabošanai.

3. Dinamiskās atbildes īpašības

Indukcijas motors:

Indukcijas motora dinamiskā atbilde ir salīdzinoši lēna, īpaši, ja ielāde mainās pēkšņi. Tā kā rotora inercija un elektromagnētiskā inercija, ir pagarināts laiks, lai motors adaptētos jaunām ielādes apstākļiem. Šis pagarinājums var izraisīt ātruma svārstības, īpaši smagās ielādes vai biežas uzsākšanas/apstāšanas lietojumā.

Indukcijas motora ātruma kontroles diapazons ir ierobežots, parasti sasniedzams, mainot piegādes frekvenci (piemēram, izmantojot frekvences maiņas pārveidotāju). Tomēr tas var novest pie momenta samazināšanos, īpaši zemākos ātrumos.

Sinhronmotors:

Sinhronmotoru dinamiskā atbilde ir ātrāka, īpaši, ja ielāde mainās. Tā kā motora ātrums vienmēr ir sinhronizēts ar piegādes frekvenci, tas var uzturēt stabila ātrumu pat ielādes maiņu laikā. Papildus sinhronmotoru momenta atbilde ir ātra, nodrošinot nepieciešamo momentu īsā laikā.

Sinhronmotori var pielāgot momentu un jaudas faktoru, mainot eksitācijas strāvu, piedāvājot elastākāko kontrolēšanu. Paaugstinātas kontrolēšanas metodes, piemēram, vektoru kontrolēšana vai tiešais momenta kontrolēšana (DTC), var tikt izmantotas, lai sasniegtu precīzu ātruma un momenta kontrolēšanu.

4. Pārmērīga ielādes spēja un aizsardzība

Indukcijas motors:

Indukcijas motori ir ar noteiktu pārmērīgas ielādes spēju un var izturēt 1,5 līdz 2 reizes lielāku nekā nominālā ielāde īsu laiku. Tomēr ilgstoša pārmērīga ielāde var izraisīt pārsildīšanos, kaitējot izolācijas materiālam. Tāpēc indukcijas motori parasti ir aprīkoti ar pārmērīgas ielādes aizsardzības ierīcēm, piemēram, termorelejām vai temperatūras sensoriem, lai novērstu pārsildīšanos.

Indukcijas motoru pārmērīgas ielādes spēja atkarīga no to dizaina. Piemēram, apvijāmajiem rotora indukcijas motoriem parasti ir labāka pārmērīgas ielādes veiktspēja nekā pelēceformas rotora motoriem, jo rotorā esošo strāvu var reglamentēt, izmantojot ārējos rezistorus.

Sinhronmotors:

Sinhronmotori ir ar stipru pārmērīgas ielādes spēju, īpaši tiem ar eksitācijas sistēmām, kas var izturēt 2 līdz 3 reizes lielāku nekā nominālā ielādi īsu laiku. Tomēr ilgstoša pārmērīga ielāde var arī izraisīt pārsildīšanos.

Sinhronmotori tiek aizsargāti dažādiem veidiem, tostarp pārstrāvas aizsardzība, soļa zaudēšanas aizsardzība un eksitācijas trūkuma aizsardzība. Soļa zaudēšanas aizsardzība novērš motoru sinhronisma zaudēšanu pārmērīgas ielādes laikā, savukārt eksitācijas trūkuma aizsardzība nodrošina eksitācijas sistēmas pareizo darbību.

5. Lietojuma scenāriji

Indukcijas motors:

Indukcijas motori plaši izmanto industriālā, lauksaimniecības un mājsaimniecības tehnikā, īpaši tādos lietojumos, kur nav nepieciešama augsta precizitātes ātruma kontrole. Piemēram, ventilatori, pompas un kompresori.

Tā kā viņu struktūra ir vienkārša, izmaksas zemas un uzturēšana vieglāka, indukcijas motori bieži ir izvēlētie daudzos lietojumos.

Sinhronmotors:

Sinhronmotori ir piemēroti lietojumam, kur nepieciešama augsta precizitātes ātruma kontrole, piemēram, precīzas mašīnrūpniecības rīki, dzinēji un lieli kompresori. Viņu spēja uzturēt nemainīgu ātrumu un nodrošināt augstu jaudas faktoru padara tos vērtīgām enerģijas sistēmām, lai uzlabotu tīkla efektivitāti.

Sinhronmotori ir arī plaši izmantoti lietojumos, kas prasa precīzu ātruma kontroli un ātru dinamisko atbildi, piemēram, servosistēmās un robotikā.

Kopsavilkums

• Indukcijas motors: Augsts uzsākšanas strāva, zemāks uzsākšanas moments, ātrums nedaudz zemāks nekā sinhronais, lēna dinamiskā atbilde, piemērots vispārējiem industriāliem un mājsaimniecības lietojumiem.

• Sinhronmotors: Uzsākšanas īpašības atkarīgas no veida, strikti sinhronais ātrums, ātra dinamiskā atbilde, piemērots lietojumam, kur nepieciešama augsta precizitātes ātruma kontrole un jaudas faktora uzlabošana.