Синхронний двигун - переваги і недоліки

Відео: Електрогенератор - асинхронний або синхронний

Найбільшого поширення така машина як синхронний двигун отримала в промисловості, де є електроприводи, що працюють на постійних швидкостях. Наприклад, компресори з потужними двигунами, приводи насосів. Також синхронний двигун є невід`ємною частиною і багатьох побутових приладів, наприклад, він є в годиннику.

Відео: Однофазний синхронний генератор змінного струму і одна хвильова котушка

Принцип дії цієї машини досить простий. Взаємодія магнітного поля якоря, створюваного змінним струмом, і магнітних полів на полюсах індуктора, створюваних постійним струмом, і лежить в основі принципу роботи такого електричного пристрою як синхронний двигун. Зазвичай індуктор розташований на роторі, а якір - на статорі. Потужні двигуни в якості полюсів використовують електромагніти. Але є і малопотужний тип - синхронний двигун з постійними магнітами. Головна відмінність синхронних машин від асинхронних - конструкція статора і ротора.

Для розгону двигуна до рівня номінальної швидкості часто використовують асинхронний режим. В цьому режимі обмотка індуктора накоротко замкнута. Після того як двигун виходить на номінальну швидкість, випрямляч живить постійним струмом індуктор. Тільки в номінальній швидкості синхронний двигун може самостійно працювати.

Відео: Генератор постійного струму без щіток

Такий двигун має масу достоїнств. Він на порядок складніше асинхронної машини, проте це компенсується рядом переваг. Один з головних плюсів - його можливість працювати без споживання або віддачі реактивної енергії. При цьому коефіцієнт потужності двигуна буде дорівнює одиниці. При таких умовах синхронний двигун змінного струму буде навантажувати мережу виключно активною складовою. Побічним ефектом буде зменшення габаритів двигуна (у асинхронного двигуна обмотка статора розраховується і на активний, і на реактивний струми). Однак синхронний двигун може виробляти і реактивну енергію, працюючи в режимі перезбудження.

Відео: Як працюють генератори змінного струму

Синхронний електродвигун набагато менш чутливий до стрибків і перепадів напруги в мережі. Також такі електричні машини мають більш високу стійкість до перевантажень. За рахунок підвищення струмів збудження можна збільшити перевантажувальну здатність двигуна. Плюсом роботи з синхронної машиною є також і постійна номінальна швидкість обертання при будь-якому навантаженні (крім перевантажень).

Безсумнівно, у такої машини як синхронний двигун є і свої слабкі місця. Вони пов`язані з підвищеними витратами і складної експлуатацією. Основною проблемою є процес збудження електродвигуна і введення його в синхронізм. В даний час знайшли поширення тиристорні збудники, які мають набагато вищий коефіцієнт корисної дії, ніж електромашинні збудники. Однак їх вартість істотно вище. За допомогою тиристорного комутатора можна вирішити багато питань: оптимальне регулювання струмів збудження, підтримка постійного значення косинуса фі, контроль над напругою на шинах, регулювання струмів статора і ротора в аварійних режимах і при перевантаженнях.