Silniki reluktancyjne

 

    W ostatnich latach szerokie zastosowanie znalazły małe silniki synchroniczne specjalnej konstrukcji, bez uzwojeń wzbudzających. Głównymi przedstawiciela­mi tej grupy są silniki reluktancyjne, silniki z magnesami trwałymi na wirniku oraz silniki histerezowe.      Silniki reluktancyjne to silniki synchroniczne budowa­ne jako jawno biegunowe bez uzwojeń wzbudzających. Jedynym momentem, jaki w nich występuje jest moment reluktancyjny (patrz p. 7.3.6), dla większych ma­szyn określony wzorem (7.16)

                  Msin2

 

     Moment ten pojawia się mimo braku wzbudzenia, wskutek dynamicznego działania pola magnetycznego na element magnetycznie niesymetryczny wykonany z mate­riału ferromagnetycznego. W wyniku tego działania wirnik dąży do zajęcia takiego położenia (rys. 7 Ala) względem stojana, przy którym reluktancja dla strumienia jest najmniejsza. W przypadku elementu magnetycznie symetrycznego względem dowolnej osi (rys. 7.426), moment reluktancyjny nie powstanie (w każdym położe­niu wirnika względem stojana reluktancja drogi strumienia jest taka sama).

     Istnienie momentu reluktancyjnego umożliwia wykonanie maszyny elektrycz­nej z jednym uzwojeniem, zdolnej do przetworzenia energii elektrycznej w mechaniczną lub odwrotnie. Jeżeli np. w stojanie umieścimy uzwojenie 3-fazowe o p parach biegunów i zasilimy je prądem 3-fazowym, a wirnik wykonamy z bieguna­mi jawnymi o takiej samej liczbie par zębów (biegunów), to przy prędkości syn­chronicznej wirnika pojawi się moment. Pole stojana „pociągnie" za sobą wirnik. Utrzymuje się on w stanie synchronizmu tak długo, jak długo moment obciążenia jest mniejszy niż maksymalny moment elektromagnetyczny, jaki może rozwinąć dany silnik przy określonym napięciu.

Silnik reluktancyjny, podobnie jak silnik synchroniczny ze wzbudzeniem, nie rozwija momentu rozruchowego i dlatego wirnik takiego silnika musi być dopro­wadzony do stanu synchronizmu. Obok znanych metod rozruchu nierzadko sto­suje się rozruch ręczny.

     Silniki reluktancyjne mają w stojanie uzwojenie trójfazowe zasilane z sieci trójfazowej lub dwufazowe z kondensatorem w jednej fazie, zasilane z sieci jed­nofazowej. Wirniki są tak skonstruowane, aby reluktancja podłużna znacznie róż­niła się od poprzecznej. Kilka podstawowych odmian wirników silników reluktancyjnych czterobiegunowych pokazano na rys. 7.43. Na rysunku 7.43a przed­stawiono wirnik z litej stali z dodatkową klatką rozruchową z miedzianych lub mosiężnych prętów zwartych pierścieniami, na rys. b - wirnik ze stali z niema­gnetycznymi przekładkami, a na rys. c - wirnik jawno biegunowy z oddzielnymi klatkami rozruchowymi dla każdego nabiegunnika.

     Silnikami reluktancyjnymi są również silniki impulsowe i reduktorowe.

 

 

 

 

 

 

 

Rys. 7.43. Typowe odmiany konstrukcyjne wirników silników reluktancyjnych małej mocy