Приводы, функционирующие в синхронных и асинхронных двигателях, обладают рядом принципиальных различий. Именно ввиду разности технической стороны этих агрегатов применяются они для реализации различных целей и задач. Подробнее о том, чем отличается синхронный двигатель от асинхронного, можно узнать, ознакомившись с информацией ниже.
Что собой представляют синхронный и асинхронный двигатели?
Для начала следует дать четкие определения двум установкам:
1. Синхронный двигатель представляет собой электрическую машину, функционирующую на переменном токе. Ее главная особенность заключается в прямой синхронизации частоты тока, осуществляющего питание, с установившимся состоянием вращения вала.
2. Асинхронный же двигатель также функционируют на переменном токе. Только главное его отличие от синхронного двигателя заключается в том, что частота, с которой осуществляется вращение ротора, не равна частоте вращения магнитного поля.
Таким образом, хотя на вид эти два двигателя схожи и выполняют функцию преобразования электрической энергии в механическую, их отличия по технической части являются принципиальными.
Конструктивные особенности
У асинхронных и синхронных двигателей существует масса схожих конструктивных элементов. К ним можно отнести статор, ротор, индуктор, сам корпус и другие. Но помимо сходств, они также имеют и фундаментальные отличия. Связаны они, преимущественно, с особенностями движения якоря относительно перемещения магнитного потока индуктора.
Поскольку внешне асинхронные и синхронные двигатели практически ничем не отличаются, визуально определить, какая именно машина находится рядом, сложно.
Важно! Единственное, на что можно ориентироваться – имеются ли на установке ребра охлаждения. За счет низ даже при длительной непрерывной работе механизм не подвергается критическим перегревам, сохраняя все свой функциональные свойства.
Что касается структурных особенностей установок, то отдельно можно выделить:
1. Присутствие у синхронного двигателя магнитных полюсов. При этом они ярко выражены.
2. Применение разных методов подачи нагрузки на цепь якоря. Если говорить о синхронном двигателе, то в его случае для передачи токовой нагрузки применяется независимый метод. У асинхронных двигателей данный процесс производится за счет индуктора.
3. Формирование роторной электрической цепи также осуществляется посредством применения в механизме принципиально разных составных частей. У асинхронных двигателей это происходит за счет использования витков цепи или стержней, сделанных из алюминия. В синхронных двигателях формирование роторной цепи осуществляется за счет цилиндрического якоря и 3-х фазной обмотки возбуждения.
На этом принципиальные конструктивные различия между асинхронными и синхронными двигателями заканчиваются.
Различия в работе двигателей
Запуск синхронного двигателя может производиться исключительно от питающей сети. Такой тип функционирования связан с тем, что роторный узел обладает достаточно высокой инерционностью. Плюс к этому, скорость, с которой вращается магнитное поле, также крайне высока.
Именно по этой причине для обеспечения работы двигателя есть техническая необходимость каждый раз увеличивать скорость вращения якоря до параметров, которыми обладает образующееся магнитное поле.
В асинхронных двигателях принцип вращения роторного блока несколько иной. Механизм устроен так, что при работе двигателя якорь всегда имеет небольшое отставание от магнитного потока.
Важно! Получается ситуация, при которой разность между скоростью вращения якоря и скоростью вращения магнитного поля разнится. В зависимости от того, какая токовая нагрузка подается на механизм, разность в скорости меняется.
Область применения
Теперь следует разобраться с тем, какова область применения асинхронного и синхронного двигателей. Первый можно назвать более надежными. Причина кроется в том, что его конструкция несколько проще. Асинхронные двигатели активно эксплуатируются простыми гражданами в бытовой сфере, а также всевозможными предприятиями при производстве какой-либо продукции. Асинхронными двигателями оснащается множество разных приводов, находящихся в:
· технически сложном оборудовании, предназначенном для возведения зданий и сооружений;
· устройствах бытового назначения;
· вентиляционных системах очистки;
· системах, призванных обеспечивать снабжение здания водой и ее последующее отведение;
· в тяжелой промышленности.
Что касается синхронных двигателей, то благодаря тому, что частота вращения у них всегда стабильна, установки допустимо применять для производства электроприводов, относящихся к категориям средней и повышенной мощности.
При этом благодаря конструктивным и функциональным особенностям двигателей, функционировать они могут с постоянной скоростью и в течение достаточно продолжительного времени.
Важно! Одна из ключевых особенностей синхронного двигателя – наличие опережающего коэффициента мощности при наличии определенных параметров тока возбуждения. Именно эта его особенность позволяет эффективно применять механизм с целью компенсации имеющейся на производственном предприятии реактивной мощности.
Учитывая описанные выше особенности механизма, можно с уверенностью утверждать, что его применение будет эффективно в следующих прикладных сферах:
· в приводах, размещаемых в компрессорных установках повышенной мощности;
· при монтаже вентилирующих установок;
· при возведении насосных станций и подстанций;
· в индустрии машиностроения;
· в энергетике, где они принимают участие в удержании устойчивости сети после возникновения аварийной ситуации.
Важно! Обе разновидности привода (синхронного и асинхронного типа) можно встретить при рассмотрении предприятий, структура которых имеет глубокую автоматизацию технологических процессов.
Положительные и отрицательные качества
Синхронные и асинхронные механизмы, как и любые другие технически сложные устройства, обладают целым радом преимуществ и недостатков. Стоит подробнее остановиться на каждом типе установки.
Достоинства и недостатки синхронных двигателей
Достоинства синхронных двигателей:
· установки могут эффективно функционировать в качестве генераторов, призванных компенсировать реактивную мощность;
· КПД установок находится на высоком уровне и в зависимости от модели составляет от 96 до 98%;
· ввиду того, что конструкция предполагает большие воздушные зазоры, ее можно назвать крайне надежной;
· отсутствие чувствительности даже к частым и резким перепадам напряжения в электрической сети;
· имеется возможность менять перегрузочные параметры механизма – осуществляется это за счет применения разных токовых характеристик.
К явным недостаткам относятся:
· сложная конструкция установки, что провоцирует высокую стоимость ее производства и, как следствие, «большой ценник» для конечного потребителя;
· наличие некоторых трудностей при запуске двигателя – связаны они с невозможностью осуществить прямое подключение установки;
· наличие многих ограничений в использовании, обусловленных функциональными особенностями установки.
Достоинства и недостатки асинхронных двигателей
Положительные стороны:
· высокая надежность конструкции и, в связи с этим, продолжительный срок службы;
· экономичность потребления энергии, что снижает затраты на выполнение работ, в которых установка задействована;
· относительно низкая стоимость установки;
· высокая ремонтопригодность;
· возможность выполнения широкого спектра задач;
· возможность осуществлять эффективную работу, как в однофазных, так и в трехфазных сетях.
Среди недостатков таких установок отдельно стоит выделить:
· высокий нагрев механизма при продолжительной непрерывной работе – по этой причине при разработке асинхронного двигателя требуется увеличивать площадь его корпуса (такая мера помогает пассивно снизить нагрев);
· малый пусковой КПД;
· повышенную реактивность установки;
· неспособность функционировать, будучи подключенной к сети с напряжением 220В;
· наличие высокой токовой нагрузки в момент запуска асинхронного двигателя (при этом, высокое значение токовой нагрузки может сохраняться в течение 10 с. после запуска установки).
Асинхронный и синхронный двигатели имеют массу индивидуальных достоинств и недостатков. Необходимо учитывать их при выборе электрической машины для выполнения конкретной задачи.
Оставить комментарий: