反应式同步电动机
微型同步电动机
同步反应式电动机又称为同步磁阻式电动机,其特点是转子不需要激磁、利用直轴和横轴气隙磁导不等而产生同步转矩,这类电机结构简单,应用非常广泛。根据转速的大小,它可分为一般型和电磁减速型两种。一般型就是通常所说的无激磁的凸极式同步电动机。
简介
反应式同步电动机它是微型同步电动机的一种,其转子结构是凸极式的,从外形上看,是一个圆柱体或圆片,整个转子用磁性材料和非磁性材料拼镶而成,直轴方向的磁阻小于交轴方向的磁阻,使其具有凸极的磁效应。当定子绕组供电后,在气隙中产生旋转磁场,在旋转磁场作用下,产生磁拉力,拖动转子同步地旋转。
反应式同步电动机是转子无励磁,具有若干形状规则的凸出部分,上面装有起动用的笼型绕组或不装笼型绕组的一种同步电动机,又称磁阻电动机。磁阻电动机相当于没有励磁绕组的凸极同步电动机,利用转子磁路磁阻的不同而产生电磁转矩。
分类
反应式同步电动机按相数分三相和单相两种,在同体积下,三相反应式同步电动机比单相反应式同步电动机出力高1/3~2/3。
单相反应式同步电动机按起动方式,又可分为电容起动、电容运转、电容起动和运转三种。电容起动电动机有较高的起动转矩,电容运转电动机运行性能好,效率高,功率因数高,噪声小,但起动转矩较低。电容起动和运转电动机兼有以上两种电动机的优点,即起动转矩较高,运行性能较好。
工作原理
工作原理如图1所示,磁阻电动机的定子绕组接上电源产生旋转磁场。由于转子直轴磁路磁阻小于交轴磁路磁阻,而磁力线总是通过磁阻小的路径闭合,因此,定子磁场总是力图使转子直轴顺着定子磁场的方向。当转子与定子磁场都以同步转速n1旋转时,如果转轴上没有负载,则转子直轴始终与定子磁场轴线一致,如图1中(a)所示。如果转轴上带有负载,则负载的阻转矩会使转子直轴滞后定子磁场轴线一个角度θ,如图1中(b)所示。这时磁场被扭歪,磁力线被拉长。被拉长的磁力线力图缩短,就会产生一个方向与转子旋转方向相同的同步电磁转矩。如果同步电磁转矩能够与负载转矩相平衡,转子将仍然按同步转速旋转,否则,电动机就会失去同步。为了提高同步电磁转矩和功率因数,应增大直轴、交轴磁阻间的差别,即提高直轴同步电抗Xd和交轴同步电抗Xq的比值Xd/Xq。为此,转子可以是凸极结构,也可以是在转子内开设反应槽(通常填入非磁性金属)以造成交、直轴磁路磁阻不相等的隐极结构,还可以是两者结合起来的结构。但是Xd/Xq不可太大,太大时,电动机起动将较困难。
磁阻电动机的同步电磁转矩不能使电动机起动,因此电动机转子上要装设笼型绕组,利用异步电磁转矩使转子起动,当转速接近同步速时,同步电磁转矩可把转子牵入同步。
特点及应用
反应式同步电动机具有结构简单、制造容易、成本低和运行可靠等优点,但其功率因数较低(小于0.5),效率也较低。反应式同步电动机的功率一般从几分之一瓦到数百瓦,常用在自动控制装置及物理仪表、电影机、静电复印机等设备中。
反应式同步电动机结构简单,成本低廉,运行可靠,在自动及遥控装置中、录音传真及钟表工业中得到广泛应用。
同步电动机
运行时的转速与所接电源频率之比为恒定值的交流电动机。电动机运行时,转速恒等于同步转速,同步电动机的词意就由此而来。
同步电动机在不要求调速的大功率生产机械中用得很多,例如大型空气压缩机、粉碎机、鼓风机、电动-发电机组等,它们的功率达数千瓦甚至数万千瓦。大功率同步电动机与同容量的异步电动机相比,有明显的优点:功率因数高,可以通过调节励磁电流使它在超前功率因数下运行,有利于改善电网的功率因数;大功率低转速的同步电动机体积较小。
同步电动机按转子结构特点可分为凸极式和隐极式两种,一般都做成凸极式。如按磁极固定位置分,有磁极固定在定子上的旋转电枢式(转子上嵌套三相交流绕组,经过转轴上的集电环及电刷与外电路接通)和磁极固定在转子上的旋转磁场式,一般多做成旋转磁场式。同步电动机的磁极一般由直流电流励磁;也有用永磁体的,称为永磁同步电动机
不带机械负载,只向电网提供或吸收无功功率,运行于电动机状态的同步电动机称为同步调相机同步补偿机,用于改善电网功率因数,维持电网电压水平。
参考资料
最新修订时间:2022-08-25 15:51
目录
概述
简介
分类
参考资料