มอเตอร์ซิงโครนัสกำลังต่ำ

มอเตอร์ซิงโครนัสไฟฟ้ากำลังต่ำ (ไมโครมอเตอร์) ที่ใช้ในระบบอัตโนมัติ เครื่องใช้ในบ้านต่างๆ นาฬิกา กล้อง ฯลฯ

มอเตอร์ไฟฟ้าแบบซิงโครนัสส่วนใหญ่ที่ใช้พลังงานต่ำนั้นแตกต่างจากเครื่องจักรของประสิทธิภาพปกติเฉพาะในการออกแบบโรเตอร์ซึ่งตามกฎแล้วจะไม่มีสนามที่คดเคี้ยว แหวนสลิป และแปรงกดทับ

เพื่อสร้างแรงบิด โรเตอร์ทำจากโลหะผสมแม่เหล็กแข็ง ตามด้วยการดึงดูดแม่เหล็กเพียงครั้งเดียวในสนามแม่เหล็กพัลซิ่งแรง ซึ่งเป็นผลมาจากการที่ขั้วจะคงสภาพแม่เหล็กตกค้างไว้

เมื่อใช้วัสดุแม่เหล็กอ่อน โรเตอร์จะมีรูปร่างพิเศษที่ให้ความต้านทานแม่เหล็กที่แตกต่างกันกับแกนแม่เหล็กในทิศทางรัศมี

มอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรมีโรเตอร์ขั้วนูนทรงกระบอกที่ทำจากโลหะผสมแม่เหล็กแข็งและขดลวดเริ่มต้นแบบกรงกระรอก

ในช่วงเวลาของการเริ่มต้น มอเตอร์ซิงโครนัสทำงานเป็นมอเตอร์เหนี่ยวนำ และแรงบิดเริ่มต้นของมันถูกสร้างขึ้นเนื่องจากการทำงานร่วมกันของสนามแม่เหล็กหมุนของสเตเตอร์กับกระแสที่เกิดจากมันในขดลวดโรเตอร์ที่ลัดวงจร เมื่อมอเตอร์สตาร์ทในสถานะตื่นเต้น สนามแม่เหล็กของแม่เหล็กถาวรของโรเตอร์ที่หมุนจะเหนี่ยวนำ e ในขดลวดสเตเตอร์ เป็นต้น v. ความถี่แปรผันและทำให้เกิดกระแสเนื่องจากแรงบิดในการเบรกเกิดขึ้น

แรงบิดที่เกิดขึ้นบนเพลามอเตอร์จะพิจารณาจากผลรวมของช่วงเวลาเนื่องจากการลัดวงจรของขดลวดและผลการเบรก เช่น ซึ่งขึ้นอยู่กับการลื่นไถล ในระหว่างการเร่งความเร็วของโรเตอร์ แรงบิดนี้จะถึงค่าต่ำสุด ซึ่งเมื่อเลือกขดลวดเริ่มต้นที่ถูกต้องแล้ว ควรมีค่ามากกว่าแรงบิดเล็กน้อย

เมื่อความเร็วเข้าใกล้แบบซิงโครนัส โรเตอร์ซึ่งเป็นผลมาจากปฏิสัมพันธ์ของสนามแม่เหล็กถาวรกับสนามแม่เหล็กหมุนของสเตเตอร์ จะถูกดึงเข้าสู่การซิงโครไนซ์แล้วหมุนด้วยความเร็วซิงโครนัส

การทำงานของมอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรแตกต่างจากมอเตอร์ซิงโครนัสแบบพันแผลเพียงเล็กน้อย

มอเตอร์ต้านทานแบบซิงโครนัสมีโพลโรเตอร์เด่นที่ทำจากวัสดุแม่เหล็กอ่อนที่มีโพรงหรือร่อง ดังนั้นความต้านทานแม่เหล็กในทิศทางรัศมีจึงแตกต่างกัน โรเตอร์แบบกลวงประกอบด้วยแผ่นเหล็กปั๊มไฟฟ้าและมีขดลวดสตาร์ทที่ลัดวงจร มีโรเตอร์ที่ทำจากวัสดุแม่เหล็กไฟฟ้าแข็งที่มีโพรงคล้ายกันโรเตอร์แบบแบ่งส่วนประกอบด้วยแผ่นเหล็กไฟฟ้าที่หล่อด้วยอะลูมิเนียมหรือวัสดุไดอะแมกเนติกอื่นๆ ซึ่งทำหน้าที่เป็นขดลวดลัดวงจร

เมื่อขดลวดสเตเตอร์เปิดอยู่ สนามแม่เหล็กหมุนจะหมุนและมอเตอร์จะเริ่มทำงานแบบอะซิงโครนัส หลังจากเสร็จสิ้นการเร่งความเร็วของโรเตอร์ไปที่ความเร็วซิงโครนัส ภายใต้การกระทำของแรงบิดปฏิกิริยาเนื่องจากความแตกต่างของความต้านทานแม่เหล็กในทิศทางรัศมี มันจะเข้าสู่การซิงโครไนซ์และตั้งอยู่เมื่อเทียบกับสนามแม่เหล็กหมุนของสเตเตอร์ เพื่อให้ ความต้านทานแม่เหล็กของมันต่อสนามนี้มากที่สุด - อันเล็ก

โดยทั่วไปแล้ว มอเตอร์ต้านทานแบบซิงโครนัสผลิตด้วยกำลังพิกัดสูงถึง 100 W และบางครั้งก็สูงกว่านั้น หากมอเตอร์เหล่านี้ให้ความสำคัญเป็นพิเศษกับความเรียบง่ายของการออกแบบและความน่าเชื่อถือที่เพิ่มขึ้น ด้วยขนาดที่เท่ากัน กำลังพิกัดของมอเตอร์ต้านทานแบบซิงโครนัสจะน้อยกว่ากำลังพิกัดของมอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรถึง 2-3 เท่า แต่มีการออกแบบที่เรียบง่ายกว่า มีความแตกต่างในด้านต้นทุนที่ต่ำกว่า ตัวประกอบกำลังที่กำหนดไม่เกิน 0.5 และ ประสิทธิภาพเล็กน้อยสูงถึง 0.35 — 0.40

มอเตอร์ซิงโครนัสแบบฮิสเทรีซิสมีโรเตอร์โลหะผสมแม่เหล็กแข็งที่มีความกว้าง วงจรฮิสเทรีซิส… เพื่อประหยัดวัสดุราคาแพงนี้ โรเตอร์ทำจากโครงสร้างโมดูลาร์ ซึ่งเพลาติดอยู่กับปลอกที่ทำจากวัสดุเหล็กหรือไดอะแมกเนติก และเป็นกระบอกแข็งเสริมแรงหรือทรงกระบอกกลวงที่ประกอบจากแผ่นเพลทที่รัดแน่นด้วยแหวนล็อค มัน .การใช้โลหะผสมแม่เหล็กแข็งสำหรับการผลิตโรเตอร์นำไปสู่ความจริงที่ว่าเมื่อมอเตอร์กำลังทำงาน คลื่นกระจายการเหนี่ยวนำแม่เหล็กบนพื้นผิวของสเตเตอร์และโรเตอร์จะเลื่อนสัมพันธ์กันในมุมที่กำหนด เรียกว่า มุมฮิสเทรีซิสซึ่งทำให้เกิดแรงบิดฮิสเทรีซีสที่ส่งตรงไปยังการหมุนของโรเตอร์

ความแตกต่างระหว่างมอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรและมอเตอร์ซิงโครนัสฮิสเทรีซิสคือ ในอดีต โรเตอร์จะถูกทำให้เป็นแม่เหล็กล่วงหน้าในสนามแม่เหล็กพัลซิ่งแรงสูงระหว่างการผลิตเครื่องจักร และในประการหลัง จะถูกทำให้เป็นแม่เหล็กโดยสนามแม่เหล็กหมุนของสเตเตอร์

เมื่อสตาร์ทมอเตอร์ซิงโครนัสด้วยฮิสเทรีซิส นอกเหนือจากโมเมนต์ฮิสเทรีซิสหลักในเครื่องจักรที่มีโรเตอร์แบบทึบ แรงบิดแบบอะซิงโครนัสเกิดขึ้นเนื่องจากกระแสวนในวงจรแม่เหล็กของโรเตอร์ ซึ่งก่อให้เกิดการเร่งความเร็วของโรเตอร์ การเข้าสู่ซิงโครไนซ์และ การทำงานต่อไปที่ความเร็วซิงโครนัสโดยมีการกระจัดคงที่ของโรเตอร์ที่สัมพันธ์กับสนามแม่เหล็กหมุนของสเตเตอร์โดยมุมที่กำหนดโดยโหลดบนเพลาของเครื่องจักร

มอเตอร์ซิงโครนัสแบบฮิสเทรีซิสทำงานทั้งในโหมดซิงโครนัสและอะซิงโครนัส แต่ในกรณีหลังจะมีสลิปต่ำ มอเตอร์ซิงโครนัสที่มีฮิสเทรีซิสนั้นโดดเด่นด้วยแรงบิดเริ่มต้นขนาดใหญ่ การเข้าสู่การซิงโครไนซ์ที่ราบรื่น การเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยของกระแสภายใน 20-30% ระหว่างการเปลี่ยนจากโหมดเดินเบาเป็นโหมดลัดวงจร

มอเตอร์เหล่านี้มีประสิทธิภาพดีกว่ามอเตอร์แบบซิงโครนัสรีลักแตนซ์ โดดเด่นด้วยความเรียบง่ายของการออกแบบ ความน่าเชื่อถือ และการทำงานที่เงียบ ขนาดเล็กและน้ำหนักเบา

การไม่มีขดลวดสั้นทำให้โรเตอร์สั่นภายใต้โหลดผันแปร ซึ่งนำไปสู่การหมุนที่ไม่สม่ำเสมอ ซึ่งจำกัดขอบเขตการใช้งานของเครื่องจักรที่ผลิตด้วยกำลังไฟสูงสุด 400 W สำหรับอุตสาหกรรมและความถี่ที่เพิ่มขึ้น ทั้งความเร็วเดียวและสองความเร็ว

ตัวประกอบกำลังไฟฟ้าของมอเตอร์ซิงโครนัสฮิสเทรีซิสไม่เกิน 0.5 และประสิทธิภาพพิกัดถึง 0.65

มอเตอร์ซิงโครนัสฮิสเทรีซิสแบบฝืนมีสเตเตอร์แบบเสาหลักที่มีขดลวดอยู่บนแกนแม่เหล็กที่ประกอบจากแผ่นเหล็กไฟฟ้าสองมัดแบบสมมาตรที่มีรอยต่ออยู่ภายในโครงขดลวด วงจรแม่เหล็กมีสองขั้วตัดเป็นส่วนเท่า ๆ กันโดยร่องตามยาวและในแต่ละขั้วจะมีการลัดวงจรที่ขั้วหนึ่ง ระหว่างขั้วแยกเหล่านี้คือโรเตอร์ที่ประกอบด้วยวงแหวนเชื่อมต่อบาง ๆ ที่ทำจากเหล็กแข็งแม่เหล็กชุบแข็ง ซึ่งติดตั้งอยู่บนรอกที่เชื่อมต่อกับกระปุกเกียร์ที่ลดความเร็วของเพลาขาออกเหลือไม่กี่ร้อยหรือไม่กี่สิบรอบต่อนาที

เมื่อเปิดขดลวดสเตเตอร์เนื่องจากการลัดวงจรจะเกิดการเปลี่ยนเฟสในเวลาระหว่างฟลักซ์แม่เหล็กของส่วนที่ไม่มีการป้องกันและส่วนที่ไม่มีการป้องกันของเสาซึ่งนำไปสู่การกระตุ้นของสนามแม่เหล็กหมุนที่เกิดขึ้น สนามนี้โต้ตอบกับโรเตอร์ก่อให้เกิดแรงบิดแบบอะซิงโครนัสและฮิสเทรีซิส ทำให้เกิดการเร่งความเร็วของโรเตอร์ ซึ่งเมื่อถึงความเร็วซิงโครนัสแล้ว ภายใต้อิทธิพลของแรงบิดรีแอกทีฟและฮิสเทรีซิส จะเข้าสู่การซิงโครไนซ์และหมุนในทิศทางจาก ส่วนที่ไม่มีการหุ้มของเสาไปยังส่วนที่หุ้มซึ่งเกิดการลัดวงจร

ฉันมีมอเตอร์แบบพลิกกลับได้ แทนที่จะใช้การลัดวงจร ใช้ขดลวดสี่อันซึ่งอยู่บนสองส่วนของเสาแยกแต่ละอัน และสำหรับทิศทางการหมุนของโรเตอร์ที่ยอมรับ ขดลวดคู่ที่สอดคล้องกันจะลัดวงจร

มอเตอร์ซิงโครนัสแบบรีแอกทีฟฮิสเทรีซิสมีขนาดและน้ำหนักที่ค่อนข้างใหญ่ กำลังไฟที่ระบุไม่เกิน 12 μW ทำงานที่ตัวประกอบกำลังต่ำมาก และประสิทธิภาพที่ระบุไม่เกิน 0.01

สเต็ปเปอร์มอเตอร์แบบซิงโครนัสควบคุมแรงกระตุ้นทางไฟฟ้าจะถูกแปลงเป็นมุมการหมุนที่กำหนด ดำเนินการในลักษณะที่ไม่ต่อเนื่อง พวกเขามีสเตเตอร์บนวงจรแม่เหล็กซึ่งมีขดลวดแทนที่เชิงพื้นที่ที่เหมือนกันสองหรือสามตัวที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมกับแหล่งพลังงานไฟฟ้า ในรูปแบบของพัลส์สี่เหลี่ยม ปรับความถี่ได้ ภายใต้อิทธิพลของพัลส์ปัจจุบัน ขั้วของสเตเตอร์จะถูกทำให้เป็นแม่เหล็กด้วยขั้วตัวแปรตามลำดับ การเปลี่ยนแปลงทิศทางของกระแสในขดลวดสเตเตอร์นำไปสู่การกลับขั้วแม่เหล็กของขั้วที่สอดคล้องกันและการสร้างขั้วตรงข้ามใหม่

โรเตอร์ขั้วเด่นของสเต็ปเปอร์มอเตอร์สามารถทำงานและเกิดปฏิกิริยาได้ โรเตอร์แบบแอกทีฟมีขดลวดสนามไฟฟ้ากระแสตรง แหวนสลิปและแปรง หรือระบบแม่เหล็กถาวรที่มีขั้วไฟฟ้าสลับกัน และโรเตอร์แบบรีแอกทีฟจะทำงานโดยไม่มีขดลวดสนาม

จำนวนขั้วบนโรเตอร์ของสเต็ปเปอร์มอเตอร์คือครึ่งหนึ่งของจำนวนขั้วบนสเตเตอร์ การสลับขดลวดสเตเตอร์แต่ละครั้งจะหมุนสนามแม่เหล็กที่เป็นผลลัพธ์ของเครื่อง และทำให้โรเตอร์เคลื่อนที่พร้อมกันทีละขั้นทิศทางการหมุนของโรเตอร์ขึ้นอยู่กับขั้วของพัลส์ที่ใช้กับขดลวดสเตเตอร์ที่สอดคล้องกัน

อ่านเพิ่มเติม: Selsyns: วัตถุประสงค์ อุปกรณ์ หลักการของการกระทำ