Les moteurs électriques sont fermement ancrés comme les composants les plus importants de la plupart des appareils utilisés quotidiennement par les humains. L'un des types de machines électriques pour faire tourner le corps de travail est un moteur électrique synchrone. Nous examinerons plus en détail les caractéristiques de l'appareil et le principe de fonctionnement d'un moteur synchrone.
Dispositif
Structurellement, toute unité synchrone est un stator et un rotor combinés dans un seul boîtier. L'enroulement du stator est enroulé dans les fentes d'un circuit magnétique fixe, assemblé à partir d'un matériau ferromagnétique. La structure de rotor peut comprendre un enroulement monté sur un châssis en acier ou un aimant permanent monté sur un arbre. La tâche du premier et du second est de créer un flux magnétique interagissant avec le champ électromagnétique du stator.
Principe d'opération
Basé sur l'article 53 de GOST 27471-87, le concept de moteur synchrone implique une machine sans contact fonctionnant sur courant alternatif. Dans lequel, en régime permanent, le rapport de la vitesse du rotor à la fréquence du courant dans les enroulements d'induit ne dépend pas de l'amplitude de la charge en fonctionnement nominal.
D'un point de vue pratique, cela ressemble à ceci:
- une tension triphasée est appliquée aux enroulements du stator, également appelée armature;
- à mesure que l'amplitude de la sinusoïde dans une phase augmente, le courant et le champ électromagnétique créés autour de l'enroulement augmenteront proportionnellement;
- compte tenu du fait que la sinusoïde augmente alternativement dans les trois phases du moteur, le pic du champ électromagnétique maximal se déplacera d'un enroulement à un autre dans le sens des aiguilles d'une montre;
- le champ magnétique du rotor (inducteur) est alternativement attiré par ses propres pôles vers le signe opposé du vecteur champ statorique.
À la suite de cette interaction, une rotation de translation de l'arbre du moteur synchrone autour de son axe se produit. Les lignes électriques formées par une source indépendante étant constamment présentes dans l'inductance, sa fréquence de rotation correspond pleinement à la fréquence de la tension fournie aux enroulements d'induit. Le synchronisme se produit dans le moteur.
Types de moteurs synchrones
En général, les moteurs synchrones sont divisés en plusieurs catégories, en fonction de leurs caractéristiques de conception.
Donc, pour obtenir un flux d'excitation utilisez:
- enroulement de rotor - pour assurer l'interaction électromagnétique, l'alimentation est fournie à l'enroulement à partir d'une source tierce;
- rotor magnétique - le champ magnétique auxiliaire du rotor est créé par des aimants permanents installés dessus;
- rotor à réaction - la forme du circuit magnétique de l'inducteur est réalisée de manière à ce que les lignes de force de l'induit soient réfractées pour obtenir une rotation synchrone.
Selon la conception du rotor, on distingue un pôle saillant et un moteur synchrone à pôle implicite.
Selon le mode de fonctionnement, ils peuvent être utilisés comme moteur électrique, générateur ou compensateur synchrone.
Modes de fonctionnement
En pratique, chaque machine électrique peut être utilisée dans différents modes de fonctionnement:
- Mode moteur - l'unité fonctionne sur le principe de la conversion de l'énergie électrique en énergie mécanique. La tension est appliquée aux fils d'induit et convertie en force de rotation sur le rotor.
- Mode générateur - dans ce cas, l'arbre du moteur tourne en raison de la turbine ou d'un autre objet, et la tension générée est supprimée des fils d'induit.
- Compensateur synchrone - le moteur électrique est connecté au réseau de distribution au ralenti. Cela augmente le facteur de puissance du système en raison de la consommation de puissance réactive.
P.S. Plus d'autres détails sur Moteur synchrone, et aussi sur la façon dont il diffère d'un moteur à induction, voir la vidéo: