Sản xuất chính xác dựa trên động cơ đồng bộ

Trong các dây chuyền sản xuất công nghiệp nhạy cảm về thời gian, nơi mọi thành phần phải hoạt động đồng bộ hoàn hảo để đảm bảo chất lượng và hiệu quả sản phẩm,Hãy tưởng tượng một động cơ duy trì độ chính xác giống như đồng hồ với tần số năng lượng, cung cấp năng lượng ổn định và đáng tin cậy bất kể sự thay đổi tải trọng.

Động cơ đồng bộ là động cơ AC có tốc độ rotor phù hợp chính xác với tần số cung cấp điện.chu kỳ xoay của rotor duy trì một mối quan hệ số nguyên nhân với số chu kỳ ACKhông giống như động cơ cảm ứng dựa trên dòng điện do rotor gây ra, động cơ đồng bộ hoạt động thông qua sự tương tác giữa từ trường quay của stator và từ trường của rotor,đạt được sự đồng bộ chính xácĐặc điểm này mang lại cho chúng những lợi thế độc đáo trong các ứng dụng đòi hỏi điều khiển tốc độ chính xác.

Trong lĩnh vực động cơ AC, động cơ đồng bộ và động cơ cảm ứng đại diện cho hai lựa chọn chính.với "trượt" này tạo ra các dòng rotor mà điều khiển hoạt độngĐộng cơ đồng bộ, ngược lại, "đóng" tần số điện cho hoạt động đồng bộ thực sự, xác định các kịch bản ứng dụng riêng biệt của chúng.

Các động cơ đồng bộ phục vụ các ứng dụng đa dạng từ các thiết bị đo thời gian nhỏ đến các thiết bị công nghiệp lớn:

• Thời gian chính xác:Các động cơ đồng bộ nhỏ cung cấp thời gian chính xác trong đồng hồ đồng bộ, đồng hồ thiết bị và máy ghi âm băng, với độ chính xác phụ thuộc trực tiếp vào sự ổn định tần số lưới.
• Máy truyền công nghiệp:Các ứng dụng công nghiệp lớn được hưởng lợi từ hiệu suất chuyển đổi năng lượng cao của chúng (thường vượt quá 95%) và khả năng điều chỉnh yếu tố điện năng,hoạt động ở yếu tố công suất hàng đầu hoặc đơn vị để cải thiện hiệu quả lưới điện.

Nguyên tắc hoạt động giống như một điệu múa từ tính. dòng AC của cuộn stator tạo ra một từ trường quay, trong khi rotor tạo ra trường của riêng nó thông qua nam châm vĩnh cửu hoặc nam châm điện.Những trường này tương tác, làm cho rotor đồng bộ với trường stator như các đối tác khiêu vũ duy trì nhịp điệu hoàn hảo.

Các động cơ đồng bộ được chia thành hai loại chính dựa trên từ tính rotor:

1Động cơ đồng bộ không kích thích:Chúng sử dụng trường stator để nam châm rotor mà không cần kích thích bên ngoài.

• Động cơ đồng bộ nam châm vĩnh viễn (PMSM):Với nam châm vĩnh viễn nhúng, PMSM cung cấp thiết kế nhỏ gọn và hiệu quả cao, được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống servo và xe điện.
• Động cơ miễn cưỡng:Với các rotor thép răng được sắp xếp với các trường stator để giảm thiểu sự miễn cưỡng từ tính và tạo ra mô-men xoắn.
• Động cơ Hysteresis:Sử dụng các rotor thép cobalt có sức ép cao duy trì mô-men xoắn không đổi từ khởi động đến tốc độ đồng bộ, lý tưởng cho các ứng dụng chính xác nhỏ.

2Động cơ đồng bộ được kích thích bằng DC:Cần dòng DC trên rotor, thường thông qua các vòng trượt, chúng phục vụ các ứng dụng quy mô lớn.

Phương pháp điều khiển khác nhau tùy theo thiết kế và ứng dụng động cơ:

• Kiểm soát scala:Bao gồm điều khiển V/f để đơn giản hóa
• Kiểm soát vector:Kiểm soát mô-men xoắn trực tiếp và định hướng trường cho độ chính xác cao
• Phản hồi tuyến tính:Phương pháp tiên tiến cho hiệu suất vượt trội

Tốc độ phụ thuộc vào tần số năng lượng và số cột:

• RPM = 120 × tần số / số cột
• Rad/s = 4π × tần số / số cực

Các thành phần quan trọng bao gồm bộ máy stator và rotor.Vòng cuộn stator ba pha kết hợp với các rotor kích thích DC trong các đơn vị lớn hơn.

Do quán tính của rotor, động cơ đồng bộ cần hỗ trợ để đạt tốc độ đồng bộ.

• Vòng bọc đệm để ổn định
• Động cơ ngựa cho các đơn vị lớn
• Điều khiển tần số điện tử
• Vòng quay miễn cưỡng trong động cơ nhỏ

Ngoài việc điều chỉnh yếu tố công suất, động cơ đồng bộ cung cấp:

• Tốc độ không phụ thuộc tải
• Kiểm soát tốc độ / vị trí chính xác
• Khả năng giữ vị trí
• Độ chính xác thời gian cao
• Hiệu quả ở tốc độ thấp

Sử dụng chuyên môn bao gồm:

• Máy nén đồng bộ:Đối với điều chỉnh yếu tố công suất
• Giới hạn ổn định:Duy trì đồng bộ hóa dưới tải

Với điều khiển tốc độ chính xác, hiệu quả cao và điều chỉnh yếu tố điện, động cơ đồng bộ là đối tác đáng tin cậy trong sản xuất công nghiệp.Từ thời gian quy mô vi mô đến các ổ cắm công nghiệp lớn, chúng cung cấp hiệu suất nhất quán hỗ trợ hiệu quả sản xuất tiên tiến và chính xác.