Σύγχρονος κινητήρας έναντι κινητήρα επαγωγής
Τόσο οι επαγωγικοί κινητήρες όσο και οι σύγχρονοι κινητήρες είναι κινητήρες AC που χρησιμοποιούνται για τη μετατροπή της ηλεκτρικής ενέργειας σε μηχανική ενέργεια.
Περισσότερα για τους κινητήρες επαγωγής
Με βάση τις αρχές της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής, οι πρώτοι επαγωγικοί κινητήρες εφευρέθηκαν από τον Nikola Tesla (το 1883) και τον Galileo Ferraris (το 1885), ανεξάρτητα. Λόγω της απλής κατασκευής και της στιβαρής χρήσης και του χαμηλού κόστους κατασκευής και συντήρησης, οι επαγωγικοί κινητήρες ήταν η επιλογή σε σχέση με πολλούς άλλους κινητήρες AC, για βαρύ εξοπλισμό και μηχανήματα.
Η κατασκευή και η συναρμολόγηση του επαγωγικού κινητήρα είναι απλές. Τα δύο κύρια μέρη του κινητήρα επαγωγής είναι ο στάτορας και ο ρότορας. Ο στάτορας στον επαγωγικό κινητήρα είναι μια σειρά ομόκεντρων μαγνητικών πόλων (συνήθως ηλεκτρομαγνήτες) και ο ρότορας είναι μια σειρά από κλειστές περιελίξεις ή ράβδους αλουμινίου διατεταγμένες με τρόπο παρόμοιο με έναν κλωβό σκίουρου, εξ ου και το όνομα ρότορας κλωβού σκίουρου. Ο άξονας για την παροχή της παραγόμενης ροπής είναι μέσω του άξονα του ρότορα. Ο ρότορας είναι τοποθετημένος μέσα στην κυλινδρική κοιλότητα του στάτορα, αλλά δεν συνδέεται ηλεκτρικά με οποιοδήποτε εξωτερικό κύκλωμα. Δεν χρησιμοποιείται μεταγωγέας ή βούρτσες ή άλλος μηχανισμός σύνδεσης για την παροχή ρεύματος στον ρότορα.
Όπως κάθε κινητήρας, χρησιμοποιεί μαγνητικές δυνάμεις για την περιστροφή του ρότορα. Οι συνδέσεις στα πηνία του στάτορα είναι διατεταγμένες με τρόπο ώστε να δημιουργούνται αντίθετοι πόλοι στην ακριβώς απέναντι πλευρά των πηνίων του στάτη. Στη φάση εκκίνησης, δημιουργούνται μαγνητικοί πόλοι με περιοδική μετατόπιση κατά μήκος της περιμέτρου. Αυτό δημιουργεί μια αλλαγή στη ροή κατά μήκος των περιελίξεων στο ρότορα και προκαλεί ένα ρεύμα. Αυτό το επαγόμενο ρεύμα δημιουργεί ένα μαγνητικό πεδίο στις περιελίξεις του ρότορα και η αλληλεπίδραση μεταξύ του πεδίου του στάτορα και του επαγόμενου πεδίου οδηγεί τον κινητήρα.
Οι επαγωγικοί κινητήρες είναι κατασκευασμένοι για να λειτουργούν τόσο σε μονοφασικά όσο και σε πολυφασικά ρεύματα, το τελευταίο για μηχανές βαρέως τύπου που απαιτούν μεγάλη ροπή. Η ταχύτητα των επαγωγικών κινητήρων μπορεί να ελεγχθεί είτε χρησιμοποιώντας τον αριθμό των μαγνητικών πόλων στον πόλο του στάτη είτε ρυθμίζοντας τη συχνότητα της πηγής ισχύος εισόδου. Η ολίσθηση, η οποία είναι ένα μέτρο για τον προσδιορισμό της ροπής του κινητήρα, δίνει μια ένδειξη της απόδοσης του κινητήρα. Οι περιελίξεις του ρότορα βραχυκυκλωμένου έχουν μικρή αντίσταση, με αποτέλεσμα ένα μεγάλο ρεύμα να προκαλείται για μικρή ολίσθηση στον ρότορα. επομένως, παράγει μεγάλη ροπή.
Σε συνθήκες μέγιστου δυνατού φορτίου, για μικρούς κινητήρες η ολίσθηση είναι περίπου 4-6% και 1,5-2% για μεγάλους κινητήρες, επομένως οι επαγωγικοί κινητήρες θεωρούνται ότι έχουν ρύθμιση ταχύτητας και θεωρούνται κινητήρες σταθερής ταχύτητας. Ωστόσο, η ταχύτητα περιστροφής του ρότορα είναι μικρότερη από τη συχνότητα της πηγής ισχύος εισόδου.
Περισσότερα για τον Σύγχρονο κινητήρα
Ο σύγχρονος κινητήρας είναι ο άλλος κύριος τύπος κινητήρα AC. Ο σύγχρονος κινητήρας είναι σχεδιασμένος να λειτουργεί χωρίς καμία διαφορά στον ρυθμό περιστροφής του άξονα και στη συχνότητα του ρεύματος της πηγής AC. η περίοδος περιστροφής είναι ένα αναπόσπαστο πολλαπλάσιο των κύκλων AC.
Υπάρχουν τρεις κύριοι τύποι σύγχρονων κινητήρων. κινητήρες μόνιμου μαγνήτη, κινητήρες υστέρησης και κινητήρες απροθυμίας. Μόνιμοι μαγνήτες από νεοδύμιο-βόριο-σίδηρο, σαμάριο-κοβάλτιο ή φερρίτη χρησιμοποιούνται ως μόνιμοι μαγνήτες στον ρότορα. Ηλεκτροκινητήρες μεταβλητής ταχύτητας, όπου ο στάτορας τροφοδοτείται από μια μεταβλητή συχνότητα, μεταβλητή τάση είναι η κύρια εφαρμογή των κινητήρων μόνιμου μαγνήτη. Αυτά χρησιμοποιούνται σε συσκευές που χρειάζονται ακριβή έλεγχο ταχύτητας και θέσης.
Οι κινητήρες υστέρησης έχουν έναν συμπαγή λείο κυλινδρικό ρότορα, ο οποίος είναι κατασκευασμένος από μαγνητικό «σκληρό» χάλυβα κοβαλτίου υψηλής καταναγκασμού. Αυτό το υλικό έχει έναν ευρύ βρόχο υστέρησης, δηλαδή, όταν μαγνητιστεί σε μια δεδομένη κατεύθυνση, απαιτεί ένα μεγάλο αντίστροφο μαγνητικό πεδίο προς την αντίθετη κατεύθυνση για να αντιστρέψει τη μαγνήτιση. Ως αποτέλεσμα, ο κινητήρας υστέρησης έχει μια γωνία υστέρησης δ, η οποία είναι ανεξάρτητη από την ταχύτητα. αναπτύσσει σταθερή ροπή από την εκκίνηση έως τη σύγχρονη ταχύτητα. Επομένως, εκκινεί αυτόματα και δεν χρειάζεται επαγωγική περιέλιξη για την εκκίνηση.
Επαγωγικός κινητήρας έναντι σύγχρονου κινητήρα
• Οι σύγχρονοι κινητήρες λειτουργούν με σύγχρονη ταχύτητα (RPM=120f/p) ενώ οι επαγωγικοί κινητήρες λειτουργούν με ταχύτητα μικρότερη από τη σύγχρονη (RPM=120f/p – ολίσθηση) και η ολίσθηση είναι σχεδόν μηδενική σε μηδενική ροπή φορτίου και την ολίσθηση αυξάνεται με τη ροπή φορτίου.
• Οι σύγχρονοι κινητήρες απαιτούν συνεχές ρεύμα για να δημιουργήσουν το πεδίο στις περιελίξεις του ρότορα. οι επαγωγικοί κινητήρες δεν απαιτούνται για την παροχή ρεύματος στον ρότορα.
• Οι σύγχρονοι κινητήρες απαιτούν δακτυλίους ολίσθησης και βούρτσες για τη σύνδεση του ρότορα στο τροφοδοτικό. Οι επαγωγικοί κινητήρες δεν απαιτούν δακτυλίους ολίσθησης.
• Οι σύγχρονοι κινητήρες απαιτούν περιελίξεις στον ρότορα, ενώ οι επαγωγικοί κινητήρες κατασκευάζονται συνήθως με αγώγιμες ράβδους στον ρότορα ή χρησιμοποιούν περιελίξεις βραχυκυκλώματος για να σχηματίσουν ένα "κλωβό σκίουρου".
