Motores síncronos de baixa potência
Motores elétricos síncronos de baixa potência (micromotores) utilizados em sistemas de automação, eletrodomésticos diversos, relógios, câmeras, etc.
A maioria dos motores elétricos síncronos de baixa potência difere das máquinas de desempenho normal apenas no projeto do rotor, que, via de regra, não possui enrolamento de campo, anéis coletores e escovas pressionadas contra eles.
Para gerar torque, o rotor é feito de uma liga magnética dura, seguida de magnetização única em um forte campo magnético pulsado, pelo que os pólos subsequentemente retêm a magnetização residual.
Quando um material magnético macio é usado, o rotor recebe uma forma especial que fornece resistência magnética diferente ao seu núcleo magnético em direções radiais.
No momento da partida, o motor síncrono opera como um motor de indução, e seu torque inicial é criado devido à interação do campo magnético rotativo do estator com as correntes induzidas por ele no enrolamento do rotor em curto-circuito. Quando o motor é acionado no estado excitado, o campo magnético dos imãs permanentes do rotor em rotação induz e no enrolamento do estator. etc. v. frequência variável e isso causa correntes devido às quais ocorre o torque de frenagem.
O torque resultante no eixo do motor é determinado pela soma dos momentos devido ao curto-circuito do enrolamento e o efeito de frenagem, ou seja, que depende do escorregamento. Durante a aceleração do rotor, este torque atinge um valor mínimo, que, com a correta seleção do enrolamento de partida, deve ser maior que o torque nominal.
Quando a velocidade se aproxima de síncrona, o rotor, como resultado da interação do campo de ímãs permanentes com o campo magnético rotativo do estator, é puxado para o sincronismo e gira em velocidade síncrona.
A operação de um motor síncrono de ímã permanente difere pouco daquela de um motor síncrono bobinado.
Os motores de resistência síncrona têm um rotor de pólo saliente feito de um material magnético macio com cavidades ou fendas, de modo que sua resistência magnética em direções radiais é diferente. O rotor oco consiste em chapas estampadas de aço elétrico e possui uma bobina de partida em curto-circuito. Existem rotores feitos de material ferromagnético sólido com cavidades semelhantes.O rotor seccional consiste em chapas de aço elétrico fundido com alumínio ou outro material diamagnético, que atua como um enrolamento de curto-circuito.
Quando o enrolamento do estator é ligado, um campo magnético rotativo é girado e o motor parte de forma assíncrona. Após completar a aceleração do rotor até a velocidade síncrona, sob a ação do torque reativo devido à diferença de resistência magnética nas direções radiais, ele entra em sincronismo e se localiza em relação ao campo magnético rotativo do estator, de modo que sua resistência magnética a este campo é a maior - a menor.
Comumente, os motores de resistência síncronos são produzidos com potência nominal de até 100 W e, às vezes, até mais, se atribuírem particular importância à simplicidade de projeto e maior confiabilidade. Com as mesmas dimensões, a potência nominal dos motores síncronos de resistência é 2 a 3 vezes menor que a potência nominal dos motores síncronos de ímã permanente, mas eles são mais simples em design, diferem em menor custo, seu fator de potência nominal não excede 0,5 e o a eficiência nominal é de até 0,35 — 0,40.
Os motores síncronos de histerese têm um rotor de liga magnética dura com uma ampla circuito de histerese… Para economizar esse material caro, o rotor é feito de uma construção modular, na qual o eixo é preso a uma luva feita de material ferro ou diamagnético, e é um cilindro sólido reforçado ou oco montado a partir de placas apertadas com um anel de travamento em isso .O uso de uma liga magnética dura para a fabricação do rotor leva ao fato de que, quando o motor está funcionando, as ondas de distribuição de indução magnética nas superfícies do estator e do rotor são deslocadas uma em relação à outra em um determinado ângulo, chamado o ângulo de histerese, que causa o aparecimento de um torque de histerese, direcionado para a rotação do rotor.
A diferença entre os motores síncronos de ímã permanente e os motores síncronos de histerese é que no primeiro o rotor é pré-magnetizado em um forte campo magnético pulsado durante a fabricação da máquina, e no último é magnetizado pelo campo magnético rotativo do estator.
Na partida de um motor síncrono com histerese, além do momento principal de histerese em máquinas com rotor sólido, ocorre um torque assíncrono devido a correntes parasitas no circuito magnético do rotor, que contribuem para a aceleração do rotor, sua entrada em sincronismo e operação adicional em velocidade síncrona com deslocamento constante do rotor em relação ao campo magnético rotativo do estator por um ângulo determinado pela carga no eixo da máquina.
Os motores síncronos de histerese operam nos modos síncrono e assíncrono, mas no último caso com baixo escorregamento. Os motores síncronos com histerese se distinguem por um grande torque de partida, entrada suave em sincronismo, uma ligeira mudança na corrente dentro de 20-30% durante a transição do modo inativo para o modo de curto-circuito.
Esses motores têm melhor desempenho do que os motores síncronos de relutância, distinguem-se pela simplicidade de design, confiabilidade e operação silenciosa, tamanho pequeno e baixo peso.
A ausência de um enrolamento curto faz com que o rotor oscile sob carga variável, o que leva a uma certa irregularidade de sua rotação, o que limita a gama de aplicações de máquinas fabricadas com potência nominal de até 400 W para frequências industriais e aumentadas , velocidades simples e duplas.
O fator de potência nominal dos motores síncronos de histerese não excede 0,5 e a eficiência nominal chega a 0,65.
Ao ligar o enrolamento do estator, devido às voltas em curto-circuito, é criada uma mudança de fase no tempo entre os fluxos magnéticos das partes não blindadas e blindadas dos pólos, o que leva à excitação do campo magnético rotativo resultante. Esse campo interagindo com o rotor contribui para o aparecimento de torques assíncronos e de histerese, provocando a aceleração do rotor, que ao atingir a velocidade síncrona, sob a influência dos torques reativos e de histerese, entra em sincronismo e gira no sentido do parte não blindada do pólo para sua parte blindada, onde o curto-circuito gira.
Tenho motores reversíveis, em vez de curto-circuito, são usados \u200b\u200bquatro enrolamentos, localizados nas duas partes de cada pólo dividido, e para o sentido de rotação aceito do rotor, o par de enrolamentos correspondente é curto-circuitado.
Os motores síncronos de histerese reativa têm dimensões e peso relativamente grandes, sua potência nominal não excede 12 μW, operam com um fator de potência muito baixo e sua eficiência nominal não excede 0,01.
Os impulsos elétricos de controle dos motores de passo síncronos são convertidos em um ângulo de rotação definido, implementado de maneira discreta. Eles têm um estator, no circuito magnético do qual existem duas ou três bobinas idênticas deslocadas espacialmente conectadas em série a uma fonte de energia elétrica na forma de pulsos retangulares frequência ajustável. Sob a influência de pulsos de corrente, os pólos do estator são respectivamente magnetizados com polaridade variável. A mudança na direção das correntes nos enrolamentos do estator leva a uma reversão correspondente da magnetização dos pólos e ao estabelecimento de uma nova polaridade oposta.
O rotor de pólo saliente dos motores de passo pode ser ativo e reativo. Um rotor ativo possui uma bobina de campo de corrente contínua, anéis coletores e escovas ou um sistema de ímãs permanentes com polaridade alternada, e um rotor reativo é implementado sem uma bobina de campo.
O número de pólos no rotor de um motor de passo é metade do número de pólos no estator. Cada comutação dos enrolamentos do estator gira o campo magnético resultante da máquina e faz com que o rotor se mova sincronizadamente em um passo.A direção de rotação do rotor depende da polaridade do pulso aplicado ao enrolamento do estator correspondente.
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