Moderni motori a propulsione sincrona

Il principio di funzionamento di un motore a propulsione sincrono

Nei motori a getto sincrono, il principio di creazione di una coppia del rotore è leggermente diverso dai motori sincroni asincroni e tradizionali. Qui il ruolo decisivo è assegnato al nucleo del rotore stesso.

Il rotore di un motore sincrono a reazione non ha avvolgimenti, anche se non vi è alcun avvolgimento in cortocircuito. Invece, il nucleo del rotore è reso altamente eterogeneo nella conduttività magnetica: la conduttività magnetica lungo il rotore è diversa dalla conduttività magnetica attraverso. Grazie a questo approccio insolito, non sono necessari né avvolgimenti del rotore né magneti permanenti.

Per quanto riguarda lo statore, l'avvolgimento dello statore del motore sincrono a getto può essere concentrato o distribuito, mentre il nucleo dello statore e l'alloggiamento rimangono normali. L'intera caratteristica è nel nucleo altamente eterogeneo del rotore.

 

Tre principali tipi di rotori sono caratteristici dei motori a getto sincrono: un rotore stratificato trasversalmente, un rotore con poli distinti e un rotore stratificato assialmente.

La fisica del processo è la seguente. La corrente alternata viene fornita agli avvolgimenti dello statore e crea un campo magnetico rotante attorno al rotore, che è massimo nell'intercapedine d'aria tra lo statore e il rotore. Il momento di rotazione si ottiene a causa del fatto che il rotore tenta di girare continuamente in modo che la resistenza magnetica per il flusso magnetico generato dallo statore sia minima.

La coppia massima è direttamente proporzionale alla differenza tra le induttanze longitudinali e trasversali, e maggiore è questa differenza, maggiore è la coppia del rotore.

Per capire questo principio, passiamo alla figura. L'oggetto anisotropico 1 ha conduttività magnetica diversa lungo gli assi a e b. In questo caso, l'oggetto isotropico 2 ha la stessa conduttività magnetica in tutte le direzioni. Un campo magnetico applicato all'oggetto 1 genera un momento di rotazione quando l'angolo tra l'asse b e le linee di induzione magnetica B non è uguale a zero. Quando esiste un angolo diverso da zero, l'oggetto 1 distorce il campo magnetico applicato B e la direzione della distorsione coincide con l'asse a dell'oggetto 1.

Il campo magnetico sinusoidale creato nel motore a getto sincrono dall'avvolgimento dello statore ruota con una certa frequenza angolare sincrona, e quindi ci sarà sempre un momento di rotazione, che tende a riportare il sistema allo stato con l'energia potenziale totale più bassa.

Cioè, il momento di rotazione cercherà sempre di ridurre la distorsione del campo magnetico dello statore nella direzione dell'asse a, riducendo l'angolo tra le linee di induzione B e l'asse b. Quindi, se il controllo del motore è mirato a mantenere la costanza di questo angolo, l'energia meccanica sarà costantemente ottenuta da elettromagnetico.

Pertanto, la corrente di avvolgimento dello statore fornisce la magnetizzazione con l'esistenza di una coppia volta ad eliminare la distorsione del campo e controllando la fase corrente in conformità con la posizione del rotore nel sistema di coordinate rotante (in conformità con il valore dell'angolo di distorsione), si ottiene il controllo della coppia del motore a getto sincrono.

Motori a propulsione sincrona oggi

I principali produttori mondiali di motori elettrici mostrano oggi un particolare interesse per i motori sincroni a reazione, sebbene le prime versioni siano state brevettate alla fine del XIX secolo. Il fatto è che l'efficienza dei motori a reazione sincroni supera sostanzialmente in modo significativo Efficienza dei motori a induzione più diffusiper non parlare della densità di potenza.

Non ci sono perdite di energia nel rotore, ma di solito il rotore rappresenta circa il 30 percento delle perdite. Ciò aumenta la durata del motore elettrico - riduce il calore dannoso. La massa di un motore a propulsione sincrono e le sue dimensioni sono inferiori del 20% a quella di una stessa potenza asincrona.

Il rinnovato interesse per i motori a getto sincrono oggi è principalmente associato alle ampie possibilità della moderna modellazione computerizzata, che consente di trovare le versioni più efficaci dei progetti di rotori e statori: la ricerca scientifica è più produttiva e l'efficienza delle versioni moderne dei motori a getto sincrono è già del 98%, a quel tempo come per le versioni asincrone, l'efficienza non supera tradizionalmente il 90%.

I motori a getto sincrono vengono realizzati oggi sulla base di motori asincroni e, con le stesse dimensioni e dimensioni di montaggio, si ottiene una maggiore efficienza, si ottiene una potenza specifica più elevata.

Vantaggi e svantaggi

Disegnato in acciaio elettrico a lamiera sottile, il rotore di un motore sincrono a getto ha un design semplice e affidabile senza avvolgimento in cortocircuito e senza magneti, quindi le correnti che causano un riscaldamento dannoso vengono eliminate nel rotore: la durata è aumentata e l'assenza di magneti riduce il costo del prodotto, riducendo al minimo i costi di manutenzione ridotti .

A causa della leggerezza comparativa del rotore, il suo momento di inerzia è basso, quindi il motore accelera più rapidamente alla velocità nominale, il che comporta un risparmio energetico.

L'inverter come regolatore di velocità rende il controllo del motore molto flessibile su una vasta gamma di velocità operative. Per quanto riguarda le carenze, è solo uno: la necessità di un convertitore di frequenza.

L'uso di un convertitore di frequenza con correzione attiva del fattore di potenza consente di ottenere il massimo fattore di potenza del sistema, che è molto importante in qualsiasi produzione moderna.

Comments

[#1 pascià]

L'assenza di magneti riduce il costo del motore ma aumenta il consumo di elettricità perché in questo caso è necessario creare un campo magneticomagneti nel motore