WRSM

Jak to działa

Silnik synchroniczny z uzwojonym wirnikiem ma stator podobny do tego w silniku synchronicznym, składający się z laminowanego rdzenia żelaznego z uzwojeniem stojana. Jednakże wirnik silnika synchronicznego z uzwojonym wirnikiem różni się od konwencjonalnego silnika synchronicznego.

Uzwojenie wirnika silnika synchronicznego z uzwojonym wirnikiem zazwyczaj składa się z wielu cewek drutu, połączonych z wirnikiem za pomocą pierścieni ślizgowych i szczotek. Pierścienie ślizgowe umożliwiają połączenie elektryczne z uzwojeniem wirnika, podczas gdy szczotki przekazują energię elektryczną do i z wirnika.

Silnik pracuje w oparciu o zasady elektromagnetyzmu i działania silnika synchronicznego. Uzwojenia stojana są podłączone do zasilania prądem przemiennym (AC), tworząc wirujące pole magnetyczne. Uzwojenie wirnika jest również podłączone do zasilania za pomocą pierścieni ślizgowych i szczotek, co pozwala na podłączenie zmiennej rezystancji lub impedancji do uzwojenia wirnika, którą można wykorzystać do sterowania charakterystykami pracy silnika.

Uzwojenie wirnika jest wzbudzane prądem stałym (DC), tworząc pole magnetyczne w wirniku. Oddziaływanie pomiędzy wirującym polem magnetycznym stojana a polem magnetycznym wirnika powoduje, że wirnik obraca się synchronicznie z polem stojana, stąd nazwa „silnik synchroniczny”.

Obecnie firmy BMW, Nissan i Renault stosują silniki WRSM.

Zalety

Silniki synchroniczne z uzwojonym wirnikiem oferują kilka zalet, w tym:

Regulacja prędkości i momentu obrotowego: Zastosowanie pierścieni ślizgowych i szczotek w obwodzie wirnika umożliwia podłączenie zmiennej rezystancji lub impedancji, co pozwala na kontrolę charakterystyki prędkości i momentu obrotowego silnika. Dzięki temu silniki WRSM nadają się do zastosowań wymagających precyzyjnej kontroli prędkości i momentu obrotowego, takich jak procesy przemysłowe czy układy napędu w pociągach elektrycznych.

Duża efektywność: Silniki WRSM mogą osiągać wysoką efektywność dzięki możliwości sterowania impedancją w obwodzie wirnika, co pozwala na optymalizację pracy silnika w różnych warunkach obciążenia.

Wyższy współczynnik mocy: Silniki WRSM zazwyczaj mają wyższy współczynnik mocy w porównaniu do silników indukcyjnych, co poprawia ogólną efektywność silnika i zmniejsza zapotrzebowanie na moc bierną z sieci energetycznej.

Brak potrzeby stosowania materiałów z grupy metali ziem rzadkich: Silniki WRSM nie wymagają materiałów z grupy metali ziem rzadkich, co czyni je bardziej zrównoważonymi i ekonomicznymi.

Ograniczenia

Silniki synchroniczne z uzwojonym wirnikiem mają również pewne ograniczenia, w tym:

Złożoność: Silniki WRSM są bardziej złożone w porównaniu z innymi typami silników, takimi jak silniki indukcyjne czy silniki z magnesami trwałymi, ze względu na obecność pierścieni ślizgowych, szczotek i uzwojeń wirnika. Zwiększa to złożoność sterowania silnikiem i wymagania w zakresie konserwacji.

Wyższy koszt: Dodatkowe elementy, takie jak pierścienie ślizgowe i szczotki, mogą podnieść koszt silników WRSM w porównaniu z innymi technologiami napędu.

Wymagania dotyczące konserwacji: Obecność pierścieni ślizgowych i szczotek w obwodzie wirnika wymaga regularnej konserwacji, takiej jak czyszczenie, kontrola i wymiana, co zwiększa koszty eksploatacji i nakłady na utrzymanie.