O caracteristică a motoarelor electrice sincrone este că fluxul magnetic și rotorul au aceeași viteză de rotație. Din acest motiv, rotorul unui motor electric nu își modifică viteza atunci când sarcina crește. Există o înfășurare pe rotor care creează un câmp magnetic.
Uneori se folosesc magneți permanenți puternici. De obicei, la mașinile sincrone există atâtea înfășurări pe rotor câte sunt pe stator. Deci, se pare că egalizează viteza de rotație a fluxului magnetic și a rotorului. Sarcina care este conectată la motor nu afectează deloc viteza.
Design motor electric
Dispozitivul unui motor sincron este format din următoarele elemente:
- Partea fixă este statorul, pe care se află înfășurările.
- Rotor mobil, numit uneori inductor sau armătură.
- Huse față și spate.
- Rulmenți montați pe rotor.
Există spațiu liber între armătură și stator. Înfășurările sunt așezate în caneluri, sunt conectate în interiorstea. De îndată ce tensiunea este aplicată motorului, curentul începe să circule prin înfășurarea armăturii. În jurul inductorului se formează un câmp magnetic. Dar statorul este, de asemenea, alimentat. Și aici intervine fluxul magnetic. Aceste câmpuri sunt compensate unul de celăl alt.
Cum funcționează un motor sincron
La mașinile sincrone, electromagneții de pe stator sunt poli, deoarece funcționează pe curent continuu. În total, există două scheme prin care înfășurările statorului sunt conectate:
- Salifol.
- Pol implicit.
Pentru a reduce rezistenta magnetica si a optimiza conditiile de trecere a campului se folosesc miezuri din feromagneti. Sunt disponibile atât în stator, cât și în rotor.
Sunt fabricate din clase speciale de oțel electric, care conține o cantitate imensă de un astfel de element precum siliciul. Cu aceasta, este posibilă reducerea semnificativă a curentului turbionar, precum și creșterea rezistenței electrice a metalului.
Funcționarea motoarelor electrice sincrone se bazează pe interacțiunea polilor statorului și rotorului. La pornire, accelerează până la viteza fluxului. În astfel de condiții motorul electric funcționează în modul sincron.
Metoda de pornire cu motor electric auxiliar
Anterior se foloseau motoare speciale de pornire, care erau conectate la motor cu ajutorul unor dispozitive mecanice (transmisie cu curea, lanț etc.). În timpul pornirii, rotorul a început să se rotească și, accelerând treptat,a atins viteza sincronă. După aceea, motorul în sine a început să funcționeze. Acesta este exact principiul de funcționare al unui motor sincron, indiferent de design și producător.
O condiție prealabilă este ca motorul de pornire să aibă o putere de aproximativ 15% din cea a motorului accelerat. Această putere este suficientă pentru a porni orice motor sincron, chiar dacă o sarcină mică este conectată la el. Această metodă este destul de complicată, iar costul întregului echipament este mult crescut.
Metodă modernă de lansare
Designele moderne ale motoarelor sincrone nu sunt echipate cu astfel de circuite de overclocking. Se folosește un alt sistem de declanșare. Aproximativ în acest fel aparatul sincron este pornit:
- Cu ajutorul unui reostat, înfășurările rotorului sunt închise. Ca rezultat, armătura devine scurtcircuitată, ca la motoarele cu inducție simple.
- Rotorul are, de asemenea, o înfășurare în formă de veveriță care este liniștitoare și previne balansarea armăturii în timpul sincronizării.
- De îndată ce armătura atinge viteza minimă de rotație, curentul continuu este conectat la înfășurările sale.
- Dacă se folosesc magneți permanenți, trebuie utilizate motoare de pornire externe.
Există motoare electrice sincrone criogenice care utilizează un design de tip invers. Înfășurările de excitație sunt realizate dinmateriale supraconductoare.
Avantajele mașinilor sincrone
Motoarele asincrone și sincrone au modele foarte asemănătoare, dar există încă diferențe. La acesta din urmă există un avantaj clar prin faptul că excitația are loc de la o sursă de curent continuu. În acest caz, motorul poate funcționa la un factor de putere foarte mare. Există și alte avantaje ale motoarelor sincrone:
- Ele lucrează la o rată umflată. Acest lucru vă permite să reduceți consumul de energie și, de asemenea, reduce semnificativ pierderile de curent. Eficiența unei mașini sincrone va fi mult mai mare decât cea a unui motor asincron cu aceeași putere.
- Cuplul depinde direct de tensiunea din rețea. Chiar dacă tensiunea din rețea scade, puterea va rămâne.
Dar totuși, mașinile asincrone sunt folosite mult mai des decât cele sincrone. Cert este că au fiabilitate mare, design simplu, nu necesită întreținere suplimentară.
Dezavantajele motoarelor sincrone
Se pare că mașinile sincrone au mult mai multe dezavantaje. Iată doar cele principale:
- Circuitul unui motor sincron este destul de complex, este format dintr-un număr mare de elemente. Din acest motiv, costul dispozitivului este foarte mare.
- Asigurați-vă că utilizați o sursă constantă pentru alimentarea inductoruluiactual. Acest lucru complică foarte mult întreaga construcție.
- Procedura de pornire a unui motor electric este destul de complicată decât pentru mașinile asincrone.
- Este posibilă reglarea vitezei rotorului numai utilizând convertoare de frecvență.
În general, avantajele depășesc semnificativ dezavantajele motoarelor sincrone. Din acest motiv, ele sunt foarte des folosite acolo unde este necesară desfășurarea unui proces de producție continuu și continuu, unde nu este necesară oprirea și pornirea frecventă a echipamentului. Mașinile sincrone se găsesc în mori, concasoare, pompe, compresoare. Se opresc rar, lucrează aproape constant. Prin utilizarea unor astfel de motoare, pot fi realizate economii semnificative de energie.
