Что такое синхронная скорость?
Синхронная скорость — это частота вращения магнитного поля, которое создают обмотки статора машины переменного тока: асинхронного двигателя, синхронного двигателя или генератора (альтернатора). Это теоретическая скорость вращения поля, относительно которой отсчитывается реальная частота вращения ротора. У асинхронного двигателя ротор всегда вращается чуть медленнее синхронной скорости — эту разницу называют скольжением.
Как пользоваться калькулятором
Укажите частоту питающей сети в герцах (Гц) — как правило, это 60 Гц в Северной Америке и 50 Гц в большинстве стран Европы, Азии и Африки (в том числе в России и странах СНГ — 50 Гц) — и число магнитных полюсов машины (всегда чётное: 2, 4, 6, 8, …). Калькулятор выдаёт синхронную скорость в оборотах в минуту (об/мин), а также в оборотах в секунду.
Разбор формулы
Основное уравнение выглядит так: $$N_s = \frac{120 \times f}{P}$$ где \(N_s\) — синхронная скорость в об/мин, \(f\) — частота сети в Гц, а \(P\) — общее число полюсов. Коэффициент 120 переводит электрическую частоту (в секундах) в механические обороты (в минуту) с учётом пар полюсов: \(120 = 60\) секунд/минуту \(\times\ 2\) полюса/пару полюсов.
Пример расчёта
Возьмём 4-полюсный асинхронный двигатель, подключённый к сети 60 Гц. $$N_s = \frac{120 \times 60}{4} = \frac{7200}{4} = 1800 \text{ об/мин}$$ В об/с это \(1800 / 60 = 30\) об/с. Под нагрузкой реальный ротор может вращаться примерно с частотой 1750 об/мин, что даёт скольжение около 2,8%.
Часто задаваемые вопросы
Почему число полюсов должно быть чётным? Магнитные полюса всегда образуют пары «север — юг», поэтому их общее число всегда чётное.
Вращается ли ротор с синхронной скоростью? У синхронного двигателя — да, это заложено в его конструкции. Асинхронный двигатель работает чуть медленнее: момент возникает только при относительном движении (скольжении) между полем и ротором.
Что изменится при частоте сети 50 Гц? Тот же 4-полюсный двигатель при 50 Гц даёт \(N_s = \frac{120 \times 50}{4} = 1500\) об/мин. Именно поэтому машины на 50 Гц вращаются медленнее, чем машины на 60 Гц с тем же числом полюсов.
