Một đặc điểm của động cơ điện đồng bộ là từ thông và rôto có cùng tốc độ quay. Vì lý do này, rôto của động cơ điện không thay đổi tốc độ khi tải tăng. Có một cuộn dây trên rôto tạo ra từ trường.
Đôi khi sử dụng nam châm vĩnh cửu cực mạnh. Thông thường trong máy điện đồng bộ có bao nhiêu cuộn dây trên rôto cũng như trên stato. Vì vậy nó quay ra cân bằng tốc độ quay của từ thông và rôto. Tải được kết nối với động cơ hoàn toàn không ảnh hưởng đến tốc độ.
Thiết kế động cơ điện
Thiết bị của động cơ đồng bộ bao gồm các phần tử sau:
- Phần cố định là stato, trên đó có các cuộn dây.
- Rôto di động, đôi khi được gọi là cuộn cảm hoặc phần ứng.
- Nắp trước và sau.
- Vòng bi gắn rôto.
Có không gian trống giữa phần ứng và stato. Các cuộn dây được đặt trong các rãnh, chúng được kết nối vớingôi sao. Ngay sau khi điện áp được đặt vào động cơ, dòng điện bắt đầu chạy qua cuộn dây phần ứng. Một từ trường được hình thành xung quanh cuộn cảm. Nhưng stator cũng được cung cấp năng lượng. Và đây là nơi từ thông đi vào. Các trường này được bù trừ với nhau.
Cách hoạt động của động cơ đồng bộ
Trong máy điện đồng bộ, nam châm điện trên stato là cực, vì chúng hoạt động trên dòng điện một chiều. Tổng cộng, có hai sơ đồ mà các cuộn dây stato được kết nối:
- Salifole.
- Cực tiềm ẩn.
Để giảm sức cản từ trường và tối ưu hóa các điều kiện cho sự truyền từ trường, người ta sử dụng lõi làm bằng sắt từ. Chúng có sẵn trong cả stato và rôto.
Chúng được làm từ các loại thép điện đặc biệt, có chứa một lượng lớn nguyên tố như silicon. Bằng cách này, có thể giảm đáng kể dòng điện xoáy, cũng như tăng điện trở của kim loại.
Hoạt động của động cơ điện đồng bộ dựa trên sự tương tác của các cực của stato và rôto. Khi bắt đầu, nó tăng tốc theo tốc độ của dòng chảy. Trong điều kiện đó, động cơ điện hoạt động ở chế độ đồng bộ.
Phương pháp khởi động với động cơ điện phụ
Trước đây, các động cơ khởi động đặc biệt được sử dụng, được kết nối với động cơ bằng các thiết bị cơ khí (truyền động dây đai, xích, v.v.). Trong quá trình khởi động, rôto bắt đầu quay và dần dần tăng tốc,đạt tốc độ đồng bộ. Sau đó, động cơ tự bắt đầu hoạt động. Đây chính xác là nguyên lý hoạt động của động cơ đồng bộ, không phụ thuộc vào thiết kế và nhà sản xuất.
Điều kiện tiên quyết là động cơ khởi động phải có công suất bằng khoảng 15% công suất của động cơ tăng tốc. Công suất này khá đủ để khởi động bất kỳ động cơ đồng bộ nào, ngay cả khi một tải nhỏ được kết nối với nó. Phương pháp này khá phức tạp và chi phí của toàn bộ thiết bị sẽ tăng lên rất nhiều.
Phương pháp khởi động hiện đại
Các thiết kế hiện đại của động cơ đồng bộ không được trang bị mạch ép xung như vậy. Một hệ thống kích hoạt khác đang được sử dụng. Gần như theo cách này, máy đồng bộ được bật:
- Với sự trợ giúp của bộ biến đổi dòng chảy, các cuộn dây của rôto được đóng lại. Kết quả là phần ứng trở nên ngắn mạch, như trên các động cơ cảm ứng đơn giản.
- Rôto cũng có dây quấn lồng sóc làm dịu và ngăn phần ứng dao động trong quá trình đồng bộ hóa.
- Ngay khi phần ứng đạt đến tốc độ quay tối thiểu, dòng điện một chiều được nối với các cuộn dây của nó.
- Nếu sử dụng nam châm vĩnh cửu thì phải sử dụng động cơ khởi động bên ngoài.
Có những động cơ điện đồng bộ đông lạnh sử dụng thiết kế kiểu đảo ngược. Các cuộn dây kích từ được làm từvật liệu siêu dẫn.
Ưu điểm của máy đồng bộ
Động cơ không đồng bộ và đồng bộ có kiểu dáng rất giống nhau, nhưng vẫn có những điểm khác biệt. Trong điều kiện thứ hai, có một lợi thế rõ ràng là sự kích thích xảy ra từ một nguồn dòng điện một chiều. Trong trường hợp này, động cơ có thể hoạt động với hệ số công suất rất cao. Ngoài ra còn có các lợi ích khác của động cơ đồng bộ:
- Chúng hoạt động với tốc độ tăng cao. Điều này cho phép bạn giảm tiêu thụ điện năng và cũng giảm đáng kể tổn thất hiện tại. Hiệu suất của máy điện đồng bộ sẽ cao hơn nhiều so với động cơ không đồng bộ có cùng công suất.
- Mô-men xoắn trực tiếp phụ thuộc vào điện áp trong nguồn lưới. Ngay cả khi điện áp trong mạng giảm, nguồn điện vẫn sẽ.
Tuy nhiên, máy không đồng bộ thường được sử dụng nhiều hơn máy đồng bộ. Thực tế là chúng có độ tin cậy cao, thiết kế đơn giản, không cần bảo trì thêm.
Nhược điểm của động cơ đồng bộ
Thì ra máy đồng bộ còn nhiều nhược điểm hơn. Đây chỉ là những cái chính:
- Mạch của động cơ đồng bộ khá phức tạp, nó bao gồm một số lượng lớn các phần tử. Chính vì lý do đó mà giá thành của thiết bị rất cao.
- Đảm bảo sử dụng nguồn không đổi để cấp nguồn cho cuộn cảmhiện hành. Điều này làm phức tạp toàn bộ quá trình xây dựng.
- Quy trình khởi động động cơ điện khá phức tạp hơn so với máy không đồng bộ.
- Chỉ có thể điều chỉnh tốc độ rôto bằng cách sử dụng bộ biến tần.
Nhìn chung, ưu điểm vượt trội hơn hẳn nhược điểm của động cơ đồng bộ. Vì lý do này, chúng thường được sử dụng ở những nơi cần tiến hành quá trình sản xuất liên tục liên tục, nơi không cần thiết phải dừng và khởi động thiết bị thường xuyên. Máy đồng bộ có thể được tìm thấy trong các nhà máy xay, máy nghiền, máy bơm, máy nén. Chúng hiếm khi tắt, chúng hoạt động gần như liên tục. Thông qua việc sử dụng các động cơ như vậy, có thể tiết kiệm năng lượng đáng kể.
