Здравствуйте, уважаемые подписчики!

Cегодня в выпуске:

1. Достоинства и недостатки синхронных электродвигателей

2. Сервоприводы с современными синхронными электродвигателями

3. Новые модели синхронных серводвигателей

4. Книги по электроприводу

5. Новые книги

Достоинства и недостатки синхронных электродвигателей

Синхронные двигатели получили широкое распространение в промышленности для электроприводов, работающих с постоянной скоростью.

В качестве примера использования синхронных двигателей можно назвать очень распространенные на наших предприятиях высоковольтные (6-10 кВ) компрессоры с двигателями большой мощности. Когда-то у меня на одном из предыдущих мест работы имелась компрессорная с четырьмя высоковольтными синхронным электродвигателями мощностью по 500 кВт каждый. Использовалась такая компрессорная (находилась в отдельном здании) для централизованного снабжения всего предприятия сжатым воздухом.

Можно встретить синхронные электродвигатели также в качестве привода насосов большой мощности длительного режима работы. В последнее время, вследствие появления преобразовательной полупроводниковой техники, разрабатываются регулируемые синхронные электроприводы (с частотными преобразователями), уже существуют сервоприводы с синхронными электродвигателями. Все это существенно расширяет сферу применения синхронных электродвигателей в наше время. Ну и кроме этого, очень распространены маломощные синхронные двигатели, которые используются в различной бытовой технике, часах и других приборах.

Принцип действия синхронного двигателя основан на взаимодействии вращающегося переменного магнитного поля якоря и постоянных магнитных полей полюсов индуктора. Обычно якорь расположен на статоре, а индуктор — на роторе. В мощных двигателях в качестве полюсов используются электромагниты (ток на ротор подаётся через скользящий контакт), в маломощных — постоянные магниты. Именно конструкция ротора и определяет наиболее существенное отличие синхронных электродвигателей от асинхронных.

Двигатель требует разгона до номинальной скорости вращения, прежде чем сможет работать самостоятельно. При такой скорости вращающееся магнитное поле якоря сцепляется с магнитными полями полюсов индуктора — это называется «вошёл в синхронизм».

Для разгона обычно используется асинхронный режим, когда обмотки индуктора замыкаются через реостат или накоротко. После выхода на номинальную скорость индуктор запитывают постоянным током от выпрямителя.

В двигателях с постоянными магнитами применяется внешний разгонный двигатель (обычно асинхронный). Существуют и комбинированные варианты, в которых на роторе, вместе с постоянными или электромагнитами, установлены короткозамкнутые обмотки. Иногда на валу ставят небольшой генератор постоянного тока, который питает электромагниты.

Также используется частотный пуск, когда частоту тока якоря постепенно увеличивают от очень малых до номинальных величин. Возможен и обратный вариант, когда частоту индуктора понижают от номинальной до 0, т.е. до постоянного тока.

Достоинства синхронных электродвигателей

Синхронный двигатель несколько сложнее, чем асинхронный, но обладает рядом преимуществ, что позволяет применять его в ряде случаев вместо асинхронного.

1. Основным достоинством синхронного электродвигателя является возможность получения оптимального режима по реактивной энергии, который осуществляется путем автоматического регулирования тока возбуждения двигателя. Синхронный двигатель может работать, не потребляя и не отдавая реактивной энергии в сеть, при коэффициенте мощности (cos фи) равным единице. В этих условиях работающий синхронный двигатель нагружает сеть только активным током. По этой причине обмотка статора синхронного двигателя рассчитывается на один активный ток (у асинхронного двигателя эта обмотка рассчитывается на активный и реактивный токи). По этой причине при одинаковой номинальной мощности габариты синхронного двигателя меньше, а его к.п.д. выше, чем асинхронного.

Если же для предприятия необходима выработка реактивной энергии, то синхронный электродвигатель, работая с перевозбуждением, может отдавать ее в сеть. Если ток возбуждения синхронного двигателя существенно меньше номинального, то магнитный поток ротора индуктирует в обмотке статора э.д.с., меньшую, чем напряжение сети – это условие, когда двигатель недовозбужден.

Помимо активного тока, он нагружает сеть реактивным током, отстающим по фазе от напряжения на четверть периода, как намагничивающий ток асинхронного электродвигателя. Но если постоянный ток возбуждения больше номинального, то э.д.с. больше напряжения сети – двигатель перевозбужден. Он нагружает сеть, кроме активного тока, реактивным током, опережающим по фазе напряжение сети, совершенно также как емкостной ток конденсатора. Следовательно, перевозбужденный синхронный двигатель может подобно емкости улучшать общий cosφ промышленного предприятия, снижаемый индуктивными токами асинхронных двигателей.

2. Синхронные электродвигатели менее чувствительны к колебаниям напряжения сети, чем асинхронные электродвигатели. Их максимальный момент пропорционален напряжению сети, в то время как критический момент асинхронного электродвигателя пропорционален квадрату напряжения.

3. Синхронные электродвигатели имеют высокую перегрузочную способность. Кроме того, перегрузочная способность синхронного двигателя может быть автоматически увеличена за счет повышения тока возбуждения, например, при резком кратковременном повышении нагрузки на валу двигателя.

4. Скорость вращения синхронного двигателя остается неизменной при любой нагрузке на валу в пределах его перегрузочной способности.

Слабым местом большинства электроприводов с синхронными двигателям, значительно усложняющим эксплуатацию и повышающим затраты, многие годы являлся электромашинный возбудитель. В настоящее время широкое распространение для возбуждения синхронных двигателей находят ...

Прочитать эту статью полностью можно здесь:

http://electromost.by/blogs/full/dostoinstva_i_nedostatki_sinhronnyh_elektrodvigatelej/

Сервоприводы с современными синхронными электродвигателями

Если еще совсем недавно синхронные электродвигатели применялись только в электроприводах большой мощности (во многих книгах экономически целесообразной мощностью называется мощность в 100 кВт и выше), при отсутствии необходимости регулировать частоту вращения и при длительном режиме работы, то в настоящее время эти, казавшиеся незыблемыми аксиомы, рушатся как карточный домик.

Сейчас современные синхронные двигатели в составе сервоприводов могут с успехом использоваться абсолютно во всех областях. И вполне может так сложится, что, как когда-то частотно-регулируемый асинхронный электропривод в современных станках за очень короткое время практически полностью вытеснил двигатели постоянного тока из их традиционных областей применения, так и синхронный сервопривод может уже в самом ближайшем будущем стать эффективной заменой уже вполне привычном нам асинхронным электродвигателям, работающим в комплекте с частотными преобразователями. К этому есть все предпосылки. Единственное, что пока сдерживает триумфальное шествие синхронных сервоприводов - это их цена.

Давайте разберемся, чем так привлекательны современные сервоприводы использующие синхронные электродвигатели.

Что такое сервопривод

Сервопривод - это система привода, которая в широком диапазоне регулирования скорости обеспечивает динамичные, высокоточные процессы и обеспечивает хорошую их повторяемость. Это система, предназначенная для отработки момента, скорости и позиции с заданной точностью и динамикой. Классический сервопривод состоит из двигателя, датчика позиции и системы управления, имеющей три контура регулирования (по позиции, скорости и тока).

Где применяется сервопривод

Слово "серво" произошло от латинского слова "servus", что переводится как слуга, раб, помощник. В машиностроительных отраслях они были преимущественно вспомогательными приводами (приводы подач в станках, приводы роботов и т.п.). Однако сегодня ситуация изменилась, теперь и главные приводы реализуются с использованием сервотехники.

В настоящее время, сервоприводы применяются там, где недостаточно точности регулирования обычных общепромышленных преобразователей частоты. Применение высококачественных сервоприводов необходимо в высокопроизводительном оборудовании, где главным критерием является производительность. Сервоприводами оснащаются прецизионные системы поддержания скорости и позиционирования промышленных роботов и высокоточных станков. Сервоприводы также устанавливаются на координатно-сверлильных станках, на различных технологических транспортных системах, на различных вспомогательных механизмах и др. В приводах подач современных станков с ЧПУ обеспечивающих перемещения рабочих органов станка, на сегодняшний день применяются в основном шаговые двигатели либо сервоприводы.

Достоинства сервопривода:

1. Плавность и точность перемещений доступны даже на низких скоростях, разрешающая способность может выбираться пользователем в зависимости от решаемой задачи

2. Бесшумность работы

3. Надежность и безотказность, а следовательно, возможность использовать его в ответственных, не терпящих отказа устройствах.

4. Легкость монтажа конструкции.

Недостатки сервопривода:

1. Высокая стоимость

2. Сложность настройки, которая иногда делает применение сервопривода необоснованным.

То есть, сервоприводы на базе синхронного электродвигателя (серводвигателя), в настоящее время, наиболее целесообразно применять там, где требуется привод с высокой точностью и большой максимальной скоростью. Двигатель такого привода имеет встроенный датчик положения вала сигнал с которого подаётся на серво усилитель, а это существенно повышает точность и динамику сервопривода. Для создания одно или много координатных систем позиционирования используется специальный контроллер позиционирования.

Синхронные серводвигатели — это трехфазные синхронные электродвигатели с возбуждением от постоянных магнитов и датчиком положения ротора. Отличительная особенность синхронных серводвигателей - высокая выходная мощность при любой скорости в сочетании с небольшими размерами. Их основным достоинством является очень низкий момент инерции ротора относительно крутящего момента. Это позволяет реализовать очень высокое быстродействие. Достижимо время разгона на номинальную частоту вращения за десятки миллисекунд и реверс с полной скорости в пределах одного оборота вала двигателя.

Устройство и принцип работы синхронных электродвигателей с датчиком положения ротора очень хорошо рассмотрены в статье д.т.н. В. Понкратова "Вентильный электропривод: от стиральной машины до металлорежущего станка и электровоза" ("Электронные компоненты", #2 2007).

Серводвигатели могут различаться формой, размерами и конструкцией - от больших низкоскоростных прямопри-водных роторных двигателей с большим крутящим моментом до компактных устройств с малоинерционым ротором, обеспечивающим оптимальный разгон и торможение, безкорпусных двигателей, линейных двигателей, создающих большую тяговую силу при огромных ускорениях и скоростях.

Современные качественные серводвигатели выпускаются большим количеством производителей за рубежем. Фактически, каждая фирма выпускающая частотные преобразователе имеет в своем каталоге и ряд моделей севроприводов и севрводвигателей для них. Наииболее популярные модели синхронных серводвигателей выпускают немецкая LENZE (один из европейских лидеров в технологии привода и комплектных систем управления), Siemens, OMRON, Mitsubishi Electric, DELTA ELECTRONIСS и т. д.. На выпуске оригинальных моделей сервоприводов специализируются такие компании, как, Fagor Automation, Sew-Eurodrive, Rockwell Automation, Emerson Control Techniques, Baldor Electric и многие другие.

Управление серводвигателем осуществляется при помощи ...

Прочитать эту статью полностью можно здесь:

http://electromost.by/blogs/full/servoprivody_s_sovremennymi_sinhronnymi_elektrodvigatelyami/

Полезные ссылки:

Новые модели синхронных серводвигателей

В продолжении темы, начатой в статье "Сервоприводы с современными синхронными электродвигателями", хочу познакомить Вас с самыми интересными последними разработками в области синхронных серводвигателей.

Интересно то, что все производители электродвигателей на территории бывшего Советского Союза к этой теме почему-то абсолютно равнодушны и серводвигатели не производят. За рубежом же, все что касается серводвигателей и сервоприводов развивается бурными темпами. Существует громадное количество фирм-производителей выпускающие свои оригинальные модели сервоприводов, которые постоянно, порой даже очень жестоко, конкурируют друг с другом. Все это, безусловно, сказывается на качестве производимой ими продукции. По крайней мере, на рынке регулярно появляются новые интересные модели.

Давайте познакомимся с наиболее интересными моделями синхронных серводвигателей ... подробнее >>>

Книги по электроприводу

Регулируемые электроприводы переменного тока

Авторы: Фираго Б.И., Павлячик Л.Б.

Цель данной книги состоит в изложении ряда вопросов теории регулируемого электропривода переменного тока, которые не получили достаточно полного отражения в современной научно-технической литературе: 1) энергетических проблем мягкого пуска и торможения асинхронных электроприводов, 2) методов расчета механических и электромеханических характеристик асинхронных короткозамкнутых двигателей при переменных параметрах, 3) аналитических методов расчета электромеханических переходных процессов частотно-регулируемых электроприводов при различных законах управляющего воздействия, 4) определения коэффициента полезного действия частотно-регулируемых асинхронных двигателей при различном характере статического момента, 5) математических моделей и характеристик бесконтактных двигателей постоянного, переменного тока и переключаемых реактивных двигателей. подробнее >>>

Инжиниринг электроприводов и систем автоматизации

Автор: Белов М.П. В книге рассмотрены основные виды инжиниринговой деятельности, направленные на создание и эксплуатацию электроприводов и систем автоматизации производственных машин и технологических комплексов. Представлена вся цепочка деятельности, определяемая понятием «работа под ключ», т.е. от бизнес-плана и технического задания до монтажа, наладки и сервисного обслуживания. На уровне пользователя даны основные приемы применения современных информационных технологий. Особое внимание уделено расчету и выбору средств и систем электропривода и автоматизации, разработке конструкторской и программной документации. подробнее >>>

Электропривод: энерго- и ресурсосбережение. Гриф УМО МО РФ Электропривод: энерго- и ресурсосбережение. Гриф УМО МО РФ

Авторы: Ильинский Н.Ф, Москаленко В.В. Рассмотрены общие принципы, методы и средства энерго- и ресурсосбережения в электроприводе и средствами электропривода в обслуживаемых им технологических процессах. Приведен отечественный и зарубежный опыт энерго- и ресурсосбережения в промышленности и жилищно-коммунальном хозяйстве. Даны примеры практических расчетов технической и экономической эффективности энерго- и ресурсосберегающих мероприятий. подробнее >>>

Электрический привод

Автор: Москаленко В.В. Изложены основы электрического привода. Рассмотрены назначение и реализации электроприводов с двигателями постоянного и переменного токов, их схемы, характеристики, энергетические режимы. Приведены краткие сведения по элементной базе электроприводов. Рассмотрены разомкнутые и замкнутые схемы управления электроприводов и даны примеры схем автоматизации технологических процессов, а также вопросы проектирования электроприводов, энергетики и энергосбережения в электроприводе и средствами электропривода. Изложение теоретического материала сопровождается примерами решения типовых задач и задачами для самостоятельного решения. подробнее >>>

Электропривод: справочник

Автор: Кисаримов Р.А. В справочнике приведены основные понятия об электроприводе с асинхронным двигателем и о его регулировании, характеристиках асинхронного двигателя и его выборе. Описано устройство электрических аппаратов управления и защиты, даны понятия об элементах и устройствах, применяемых в системах управления электропривода — полупроводниковых приборах и интегральных схемах, в том числе устройствах цифровой и аналоговой техники. Приведены электрические схемы взаимодействия элементов и устройств электропривода. подробнее >>>

Новые книги

Монтаж, техническое обслуживание и ремонт промышленного и бытового электрооборудования: практическое пособие для электромонтера

В книге изложена технология монтажа, технического обслуживания и ремонта электрооборудования на промышленных предприятиях. Рассмотрены вопросы выбора электродвигателей, пускорегулирующей и защитной аппаратуры, проводов и кабелей. Пояснены принципы действия наиболее распространенных бытовых приборов, приведены их характеристики. Рассмотрены правила обращения с квартирной электропроводкой и бытовыми приборами, даны рекомендации по экономии электроэнергии и предотвращению опасности поражения электрическим током. подробнее >>>

Справочник по проектированию электрических сетей

Авторы: Файбисович Д.Л., Карапетян И.Г., Шапиро И.М В книге приводятся сведения по проектированию электрических сетей энергосистем, методам технико-экономических расчетов, выбору параметров и схем сетей, данные по электрооборудованию, воздушным и кабельным линиям и по стоимости элементов электрических сетей. В настоящем издании учтены изменения структуры российской энергетики и требования новых нормативных документов. подробнее >>>

Проектирование распределительных электрических сетей

Авторы: Федин В.Т., Фадеева Г.А. Рассматриваются характеристики потребителей электроэнергии, методы определения их расчетных нагрузок, методы расчета распределительных электрических сетей, принципы выбора основных проектных решений, основы принятия решений, направленных на повышение эффективности функционирования распределительных электрических сетей. подробнее >>>

До скорой встречи!

С уважением, Повный Андрей electroby@mail.ru

Мои проекты:

Мой электротехнический блог на Electromost.by

Интернет-журнал Электрик.Инфо - нескучный электротехнический сайт

Бесплатные электронные книги для электриков 

Школа для электрика. Статьи, советы, полезная информация

Электронный журнал "Я электрик!". Все номера можно скачать бесплатно

Новые книги для электриков с доставкой по почте

Copyright 2006-2009 by Повный Андрей . Все права защищены.
Разрешается републикация материалов рассылки 
с обязательным указанием ссылки 
на сайт: "Электронная электротехническая библиотека" - http://electrolibrary.info/