Перевод статьи "Synchronous motors" на русский язык

"СИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ"

Майборода В.Н.

Донецкий национальный технический университет

СИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ

       Без комплексного электронного управления синхронные двигатели по сути являются двигателями с постоянной скоростью вращения. Они работают в условиях абсолютного синхронизма со строчной частотой. Как и в короткозамкнутых асинхронных двигателях, их скорость определяется числом пар полюсов и строчной частотой.

       Синхронные двигатели являются доступными в типоразмерах с самовозбуждением менее 1 л. с. до промышленных типоразмеров с постоянным током возбуждения большого количества л. с. В диапазоне менее 1 л. с. большинство синхронных двигателей используются, где требуется точная постоянная скорость. В промышленных типоразмерах с большими л. с. синхронные двигатели обеспечивают 2 важные функции. Во-первых, это высокоэкономичные способы преобразования переменной энергии в работу. Во-вторых, синхронный двигатель может работать на опережающем или уставочном коэффициенте мощности, тем самым обеспечивая его коррекцию.

       Существует 2 основных вида синхронных двигателей: без возбуждения и с постоянным током возбуждения.

       Двигатели без возбуждения - изготовляются в конструкциях с магнитным сопротивлением и гистерезисной, эти двигатели используют контур самозапуска и не требуют внешнего питания возбуждения.

  • Типы с магнитным сопротивлением имеют мощность в диапазоне от менее 1 до 30 л. с. Двигатели с мощностью менее 1 л. с. имеют низкий крутящий момент, и, как правило, используются для вспомогательных устройств. Электродвигатели с мощностью более 1 л. с. со средним крутящим моментом используют конструкцию с беличьей клеткой и зубчатым ротором. При использовании регулирования частоты питания, все двигатели в системе электропривода могут управляться с одинаковой скоростью. Частота питания определяет скорость двигателя.

  • Гистерезисные двигатели изготовляются с мощностями менее 1 л. с., в первую очередь как серводвигатели и программирующие двигатели (временные вспомогательные механизмы). Более дорогие, чем типы двигателей с магнитным сопротивлением, гистерезисные двигатели используются, когда требуется точная постоянная скорость.

           Двигатели с постоянным током возбуждения - производятся в типоразмерах более 1 л. с., эти двигатели требуют постоянного тока, проходящего через контактные кольца для возбуждения. Постоянный ток может быть доставлен от отдельного источника или от генератора постоянного тока, непосредственно подсоединенного к валу двигателя.

           Синхронные двигатели, -одно- или многофазные, не могут пускаться не находясь в движении или пока их ротор не подключен к контуру самозапуска. С момента выхода поля на синхронную скорость вращения двигатель должен быть разогнан, прежде чем он сможет втянуться в синхронизм. Разгон с нуля об/мин требует проскальзывания до тех пор, пока синхронизм не будет достигнут. Поэтому, необходимо использование отдельных стартовых устройств.

           В конструкциях с самозапуском, двигатели с мощностью менее 1 л. с. используют методы, общие для асинхронных двигателей (расщепленная фаза, конденсаторный старт, экранированный полюс). Электрические характеристики этих двигателей заставляют их автоматически переключаться на синхронное управление.

           Также, двигатели с постоянным током возбуждения имеют беличью клетку для пуска, собственный малый пусковой момент и нуждаются в постоянном источнике питания для пуска системы, которая обеспечивает полную защиту двигателя во время запуска, применение постоянного поля возбуждения в нужное время, снятие поля возбуждения, когда ротор остановится, и защиту беличьей клетки от тепловых повреждений при аварийных режимах.

    СЕРВОДВИГАТЕЛИ

           Серводвигатели используются в замкнутых системах управления, в которых работа является управляемой переменной. Цифровой контроллер серводвигателя управляет работой серводвигателя, посылая сигналы управления скорости на усилитель, который управляет серводвигателем. Интегральное устройство обратной связи (резольвер) или устройства (энкодер и тахометр) либо встроены в серводвигатель или отдаленно установлены, зачастую под собственной нагрузкой. Они определяют положение серводвигателя и обратную связь по скорости, которую контроллер сравнивает с программным перемещением профиля и использует для изменения этого сигнала скорости. Серводвигатели определяют перемещение профиля, который является набором инструкций, заложенных в контроллер, который определяет работу серводвигателя с точки зрения времени, положения, скорости. Способность серводвигателя адаптироваться к различиям между перемещением профиля и сигналами обратной связи зависит в значительной степени от типа управления и использования серводвигателей.

           Три основных типа серводвигателей используются в современном сервоприводе: серводвигатели переменного тока, основанные на конструкциях асинхронных двигателей; серводвигатели постоянного тока, основанные на конструкциях машин постоянного тока; и ветви серводвигателей переменного тока, основанные на конструкциях синхронных двигателей.