低電力同期モーター
オートメーションシステム、各種家電、時計、カメラなどに使用される低電力同期電動機（マイクロモーター）。
低出力のほとんどの同期電動機は、回転子の設計が通常の性能の機械と異なるだけであり、通常、回転子には界磁巻線、スリップリング、ブラシが押し付けられていません。
トルクを発生させるために、ローターは硬磁性合金で作られ、その後、強力なパルス磁界で単一磁化が行われ、その結果、極は残留磁化を保持します。
軟磁性材料を使用すると、ロータは特殊な形状となり、半径方向で磁気コアの磁気抵抗が異なります。
始動時、同期モータは誘導モータとして動作し、ステータの回転磁界と短絡されたロータ巻線に誘導される電流との相互作用によって初期トルクが生成されます。モータが励磁状態で始動すると、回転するロータの永久磁石の磁界によってステータ巻線に e が誘起されます。等v. 周波数が変化し、これにより電流が発生し、制動トルクが発生します。
モーターシャフトに生じるトルクは、巻線の短絡とブレーキ効果によるモーメントの合計によって決まります。つまり、スリップに依存します。ローターの加速中に、このトルクは最小値に達します。始動巻線を正しく選択すると、このトルクは公称トルクより大きくなるはずです。
速度が同期に近づくと、永久磁石の磁界とステーターの回転磁界の相互作用の結果、ローターは同期状態に引き込まれ、同期速度で回転します。
永久磁石同期モーターの動作は、巻線型同期モーターの動作とほとんど変わりません。
同期抵抗モータは、軟磁性材料の突極ロータに空洞やスリットが入っているため、ラジアル方向の磁気抵抗が異なります。中空ローターは、打ち抜かれた電磁鋼板で構成され、短絡された始動コイルを備えています。同様のキャビティを備えた固体強磁性材料で作られたローターもあります。セクションローターは、アルミニウムまたは他の反磁性材料を鋳造した電磁鋼板で構成されており、短絡巻線として機能します。
固定子巻線のスイッチがオンになると、回転磁界が回転し、モーターが非同期で起動します。ロータは同期速度まで加速完了後、ラジアル方向の磁気抵抗差による反力トルクの作用により同期状態に入り、ステータの回転磁界に対して位置決めされます。この磁場に対する磁気抵抗は最も大きく、最も小さいものです。
一般に、同期抵抗モーターは最大 100 W の定格電力で製造されますが、設計の簡素化と信頼性の向上を特に重視する場合は、さらに高い定格電力で製造されることもあります。同じ寸法の場合、同期抵抗モータの定格電力は永久磁石同期モータの定格電力の 2 ～ 3 分の 1 です。ただし、設計が単純で、コストが低く、定格力率が 0.5 を超えず、公称効率は最大 0.35 ～ 0.40 です。
ヒステリシス同期モータは、幅広の硬磁性合金ロータを備えています。 ヒステリシス回路… この高価な材料を節約するために、ローターはモジュール構造で作られており、シャフトは強磁性または反磁性材料で作られたスリーブに取り付けられており、ロックリングで締め付けられたプレートから組み立てられた強化された中実または中空のシリンダーです。それ。回転子の製造に硬磁性合金を使用すると、モーターの動作中に、固定子と回転子の表面上の磁気誘導分布波が、と呼ばれる特定の角度で相互にシフトするという事実が生じます。ヒステリシス角度。ローターの回転に向けられたヒステリシス トルクの出現を引き起こします。
永久磁石同期モータとヒステリシス同期モータの違いは、前者ではロータが機械製造時に強力なパルス磁界で予め磁化されるのに対し、後者ではステータの回転磁界によって磁化されることです。
ヒステリシスのある同期モーターを始動すると、中実ローターを備えた機械の主なヒステリシス モーメントに加えて、ローター磁気回路内の渦電流によって非同期トルクが発生します。これは、ローターの加速、同期状態への移行、および回転子の加速に寄与します。ステータの回転磁界に対するロータの変位を、機械シャフトの負荷によって決まる角度だけ一定にして、同期速度でさらに動作させます。
ヒステリシス同期モーターは同期モードと非同期モードの両方で動作しますが、後者の場合は低スリップで動作します。ヒステリシス付き同期モーターは、大きな始動トルク、スムーズな同期開始、アイドル モードから短絡モードへの移行中の 20 ～ 30% 以内のわずかな電流変化によって区別されます。
これらのモーターは、同期リラクタンスモーターよりも優れた性能を持ち、設計のシンプルさ、信頼性と静かな動作、小型サイズと軽量が特徴です。
短い巻線がないと、負荷が変動するとローターが振動し、その回転に一定の不均一性が生じ、産業用や高周波向けに最大 400 W の定格電力で製造された機械の適用範囲が制限されます。 、シングルスピードとダブルスピードの両方。
ヒステリシス同期モータの定格力率は 0.5 を超えず、定格効率は 0.65 に達します。
固定子巻線をオンにすると、巻線の短絡により、極のシールドされていない部分とシールドされた部分の磁束の間に位相シフトが時間的に生じ、その結果として回転磁界が励起されます。ローターと相互作用するこの磁場は、非同期トルクとヒステリシス トルクの出現に寄与し、ローターの加速を引き起こします。ローターは同期速度に達すると、反応トルクとヒステリシス トルクの影響を受けて同期状態に入り、回転軸からの方向に回転します。極のシールドされていない部分を、短絡が発生するシールドされた部分に接続します。
リバーシブルモーターを使用しています。短絡の代わりに、各分割極の2つの部分に配置された4つの巻線が使用され、ローターの許容回転方向に対して、対応する巻線のペアが短絡されます。
リアクティブヒステリシス同期モーターは比較的大きな寸法と重量を持ち、公称電力は 12 μW を超えず、非常に低い力率で動作し、公称効率は 0.01 を超えません。
同期ステッピング モーターは、電気インパルスを設定された回転角度に変換し、個別に実装して制御します。固定子があり、その磁気回路上には、空間的に配置された 2 つまたは 3 つの同一のコイルが電気エネルギー源に直列に接続されています。 方形パルスの形で 調整可能な周波数。電流パルスの影響下で、ステーターの極はそれぞれ可変極性で磁化されます。固定子巻線の電流の方向が変化すると、それに対応して極の磁化が反転し、新たに反対の極性が確立されます。
ステッピング モーターの突極ローターはアクティブにもリアクティブにもなります。アクティブ ローターには、直流界磁コイル、スリップ リングとブラシ、または極性が交互に切り替わる永久磁石のシステムがあり、リアクティブ ローターは界磁コイルなしで実装されます。
ステッピング モーターのローターの極数は、ステーターの極数の半分です。固定子巻線が切り替わるたびに、機械の磁界が回転し、回転子が 1 ステップずつ同期して動きます。ローターの回転方向は、対応するステーター巻線に印加されるパルスの極性によって決まります。
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