К двигатель представляет собой электрическое устройство, в котором входной сигнал задается в электрической форме, такой как ток или напряжение, а полученный выходной сигнал имеет механическую форму, например крутящий момент или силу. Электродвигатели делятся на два типа: Двигатели постоянного тока например, бесщеточные и щеточные двигатели, а также двигатели переменного тока, такие как синхронный двигатель переменного тока и асинхронный двигатель переменного тока. Синхронные двигатели подразделяются на два типа, например, без возбуждения (с сопротивлением и гистерезисом) и с возбуждением от постоянного тока. Асинхронные двигатели переменного тока бывают индукционные и коллекторные. Гистерезисный двигатель - это подкласс синхронного двигателя, эти двигатели в основном используются в бесшумной рабочей среде с постоянной скоростью. Немногое из применений гистерезисного двигателя - это звукозапись и звуковые эксперименты, такие как электрические часы, магнитофоны, проигрыватели и т. Д.
Что такое гистерезисный двигатель?
Определение: Гистерезисный двигатель работает по принципу гистерезисных потерь (это потери, возникающие из-за намагничивания и размагничивания материала в зависимости от направления потока тока). Он может работать как в однофазном, так и в трехфазном режиме и в бесшумной рабочей среде поддерживает постоянную скорость. Крутящий момент, создаваемый в двигателе, возникает из-за гистерезиса и вихревых токов, которые индуцируются обмоткой статора. Существует 4 типа гистерезисных двигателей.
- Цилиндрический тип
- Тип диска
- Тип кругового поля
- Тип аксиального поля
Конструктивные особенности гистерезисного двигателя
Основными частями гистерезисного двигателя являются статор и ротор, статор аналогичен однофазному или трехфазному (с использованием трехфазной сбалансированной обмотки) двигателю. Где однофазный двигатель подразделяется на два типа с заштрихованными полюсами и с постоянной разделенной мощностью.
- Преимущество двигателя с экранированными полюсами заключается в том, что он занимает меньшую площадь и требует меньших затрат, но недостатком является то, что создаваемый крутящий момент не является равномерным, что приводит к шумной работе.
- За счет использования ротора емкостного типа с разделением обеспечивается сбалансированное двухфазное питание, которое создает равномерный крутящий момент при бесшумной работе. Но недостаток этого в том, что он занимает большую площадь и стоит дорого.
гистерезис-мотор
Ротор изготовлен из гистерезисного материала, содержащего несколько гистерезисных колец (состоящих из твердого хрома, кобальта или стали) с очень большой петлей гистерезиса. Он используется для уменьшения потерь на вихревые токи. Поскольку он имеет больший вес, чтобы преодолеть этот недостаток, мы используем немагнитный материал (также известный как крестовина), состоящий из алюминия, который присутствует в центральной части двигателя. Основное преимущество этого немагнитного материала заключается в том, что он облегчает вес ротора за счет увеличения скорости двигателя и уменьшения значения инерции.
Принцип работы гистерезисного двигателя
Двигатель с гистерезисом запускается как однофазный асинхронный двигатель и работает как синхронный двигатель, это можно наблюдать из следующих условий.
Принцип работы
Условия запуска
Когда на статор подается питание переменного тока, как на основной, так и на вспомогательной обмотках двигателя создается магнитное поле постоянного вращающегося магнитного поля. Сначала роторы запускаются с вихретоковым моментом, а затем достигают момента гистерезиса. Как только он достигает синхронизации, статор переводит ротор в синхронизм, когда крутящий момент из-за вихревого тока равен нулю.
Устойчивое состояние работы
В установившемся режиме работы (или синхронный условие) статор индуцирует полюса на роторе, где эффект гистерезиса, возникающий в цепи, заставляет поток ротора отставать от потока статора на угол α. Где α - угол между магнитными полями статора и ротора (BS и BR). Следовательно, ротор испытывает притяжение к вращающемуся статору с крутящим моментом, называемым гистерезисным крутящим моментом, который не зависит от скорости ротора (чем выше остаточный магнетизм, тем выше гистерезисный крутящий момент). Наличие высокой удерживающей способности позволяет двигателю работать либо с синхронной скоростью, либо нормально.
B-H-кривая
Уравнение гистерезисного момента в гистерезисном двигателе.
Уравнение вихревых токов имеет вид
пявляется= kявляетсяждвадваBдва……… 1
Где
кявляется= константа
ждва= частота вихревого тока
B = плотность потока
Мы знаем это ждва= sf1……….два
S = скольжение, f1 = частота статора
Следовательно пявляется= kявляетсяsдваж1дваBдва.. …… ..3
Уравнение крутящего момента определяется выражением
Гявляется= pявляетсям / с зs…… .4
Гявляется= k'с ……… 5
Когда крутящий момент обратно пропорционален скольжению, это означает, что по мере увеличения скорости ротора значение крутящего момента уменьшается, а также, если скорость двигателя достигает синхронной скорости, скольжение и крутящий момент становятся равными нулю.
Где k ’= kявляетсяж1дваBдва/ ws= константа
Гистерезис потери мощности и Ph в гистерезисном двигателе
Потеря гистерезиса определяется как
пчас= kчасждваB1.6……… .6
Или
пчас= kчаснф1B1.6… ..… .7
Крутящий момент из-за гистерезиса определяется выражением
Гчас= pчас/ с ws= kчасж1B1.6/ ws= k ’’ = постоянная ……… ..8
Из приведенного выше уравнения можно заметить, что если крутящий момент, который создается из-за потерь на гистерезис, остается постоянным до тех пор, пока крутящий момент не достигнет точки разрушения, а при синхронной скорости крутящий момент становится нулевым.
Ph в гистерезисном двигателе
Потери на гистерезис, возникающие в двигателе, прямо пропорциональны площади поперечного сечения под кривой гистерезиса. Где эти потери рассеиваются в виде тепла. Потери могут быть получены из следующих уравнений:
Рассеиваемая энергия в роторе определяется как
W = NsЯВЛЯЕТСЯчас(ЯВЛЯЕТСЯчас= потеря гистерезиса на оборот) ……… 9
Когда мощность рассеивается в виде тепла, которое выделяется
пчас= W / t = NsЯВЛЯЕТСЯчас/ 60 ………… 10
Механическая мощность, приводящая в движение ротор, определяется выражением
пчас= 2Π NsТчас/ 60 …… 11
Приравнивая обе мощности, получаем
2Π с.ш.sТчас/ 60 = NsЯВЛЯЕТСЯчас/ 60 ……… 12
Тчас= крутящий момент роторов [Н-м] Eчас= энергия гистерезиса.
Характеристики крутящего момента и скорости гистерезисного двигателя
Характеристика крутящего момента-скорости двигателя с гистерезисом может быть объяснена с помощью следующего графика, где ось x представляет крутящий момент, а ось y представляет скорость.
крутящий момент-скорость-характеристика-гистерезис двигателя
- Крутящий момент (пусковой и рабочий), создаваемый в этом двигателе, примерно одинаков.
- Крутящий момент, создаваемый гистерезисным двигателем при синхронной скорости, постоянен.
- В этом состоянии ротор, пусковой крутящий момент и тяговый момент равны. Следовательно, двигатель работает бесшумно с постоянной скоростью.
Преимущества
Ниже приведены преимущества гистерезисного двигателя
- Отсутствие механических колебаний
- Работает бесшумно
- В основном подходит для ускорения инерционных нагрузок
Недостатки
Ниже приведены Недостатки гистерезисного мотора
- Полученная мощность в ¼ раз больше, чем у асинхронного двигателя.
- Маленький размер
- Крутящий момент меньше
Приложения
Ниже приведены применения гистерезисного двигателя
- Рекорд игроков
- Электрические часы
- Таймеры и др.
FAQs
1). Что такое гистерезисные потери?
Это потеря, возникающая из-за намагничивания и размагничивания материала в зависимости от направления потока тока.
2). Что такое мотор Шраге?
Двигатель Шраге - это многофазный коллекторный двигатель с шунтированными характеристиками, в котором ротор имеет две обмотки, одна из которых подключена к источнику питания, а другая - к коммутатору.
3). Что вызывает гистерезис?
Это происходит из-за намагничивания и размагничивания материала в зависимости от направления протекания тока.
4). Что такое синхронный реактивный двигатель?
Это синхронный двигатель переменного тока, который преобразует электрическую энергию в механическую.
5). Каков принцип гистерезиса мотора?
Гистерезисный двигатель работает по принципу гистерезисных потерь (это потери, возникающие из-за намагничивания и размагничивания материала в зависимости от направления потока тока).
Двигатель - это электрическое устройство, преобразующее электрическую энергию в механическую. В этой статье рассказывается о синхронный гистерезисный двигатель который работает по принципу гистерезиса потерь. Создаваемый крутящий момент остается постоянным до достижения синхронной скорости и становится равным нулю после достижения синхронной скорости. Гистерезисные потери - это площадь под кривой B-H. Крутящий момент (пусковой и рабочий), создаваемый в этом двигателе, примерно одинаков. Главное достоинство - беззвучно работает.
