Karakteristika sinhronih elektromotora je da magnetni fluks i rotor imaju istu brzinu rotacije. Iz tog razloga, rotor elektromotora ne mijenja svoju brzinu kada se opterećenje povećava. Na rotoru se nalazi namotaj koji stvara magnetno polje.
Ponekad se koriste snažni trajni magneti. Obično u sinhronim mašinama postoji onoliko namotaja na rotoru koliko i na statoru. Tako se ispostavlja izjednačavanje brzine rotacije magnetskog fluksa i rotora. Opterećenje koje je spojeno na motor uopće ne utječe na brzinu.
Dizajn električnih motora
Uređaj sinhronog motora sastoji se od sljedećih elemenata:
- Fiksni dio je stator, na kojem se nalaze namotaji.
- Pokretni rotor, koji se ponekad naziva induktor ili armatura.
- Prednji i zadnji poklopci.
- Ležajevi montirani na rotoru.
Postoji slobodan prostor između armature i statora. Namoti su položeni u žljebove, spojeni suzvijezda. Čim se napon dovede na motor, struja počinje teći kroz namotaj armature. Oko induktora se formira magnetno polje. Ali stator je također pod naponom. I tu dolazi magnetni fluks. Ova polja su pomaknuta jedno od drugog.
Kako radi sinhroni motor
Kod sinhronih mašina, elektromagneti na statoru su polovi, jer rade na jednosmernu struju. Ukupno, postoje dvije sheme po kojima su statorski namoti povezani:
- Salifole.
- Implicitni pol.
U cilju smanjenja magnetnog otpora i optimizacije uslova za prolaz polja koriste se jezgra od feromagneta. Dostupni su i u statoru i u rotoru.
Napravljeni su od specijalnih razreda električnog čelika, koji sadrži ogromnu količinu takvog elementa kao što je silicijum. Ovim je moguće značajno smanjiti vrtložna struja, kao i povećati električni otpor metala.
Rad sinhronih elektromotora zasniva se na interakciji polova statora i rotora. Prilikom pokretanja, ubrzava do brzine protoka. U takvim uslovima elektromotor radi u sinhronom režimu.
Način pokretanja sa pomoćnim električnim motorom
Ranije su se koristili specijalni startni motori, koji su se na motor povezivali pomoću mehaničkih uređaja (remenski pogon, lanac, itd.). Tokom pokretanja, rotor je počeo da se okreće i, postepeno ubrzavajući,dostigao sinhronu brzinu. Nakon toga je i sam motor počeo da radi. Upravo to je princip rada sinhronog motora, bez obzira na dizajn i proizvođača.
Preduslov je da startni motor mora imati snagu od oko 15% snage ubrzanog motora. Ova snaga je sasvim dovoljna za pokretanje bilo kojeg sinkronog motora, čak i ako je na njega priključeno malo opterećenje. Ova metoda je prilično komplikovana, a cijena cjelokupne opreme je znatno povećana.
Moderna metoda lansiranja
Moderni dizajni sinhronih motora nisu opremljeni takvim krugovima za overklok. Koristi se drugačiji sistem okidača. Otprilike na ovaj način se uključuje sinhrona mašina:
- Uz pomoć reostata, namotaji rotora se zatvaraju. Kao rezultat toga, armatura postaje kratko spojena, kao na jednostavnim asinhronim motorima.
- Rotor takođe ima kavezni namotaj koji umiruje i sprečava da se armatura ljulja tokom sinhronizacije.
- Čim armatura dostigne svoju minimalnu brzinu rotacije, jednosmerna struja se povezuje na njene namotaje.
- Ako se koriste trajni magneti, moraju se koristiti vanjski motori za pokretanje.
Postoje kriogeni sinhroni elektromotori koji koriste dizajn obrnutog tipa. Pobudni namotaji su napravljeni odsupravodljivi materijali.
Prednosti sinhronih mašina
Asinhroni i sinhroni motori imaju vrlo sličan dizajn, ali još uvijek postoje razlike. Kod potonjeg postoji jasna prednost u tome što se pobuda javlja iz izvora jednosmjerne struje. U ovom slučaju, motor može raditi s vrlo visokim faktorom snage. Postoje i druge prednosti sinhronih motora:
- Rade po naduvanoj stopi. To vam omogućava da smanjite potrošnju energije, a također značajno smanjujete trenutne gubitke. Efikasnost sinhrone mašine će biti mnogo veća od one asinhronog motora iste snage.
- Okretni moment direktno zavisi od napona u mreži. Čak i ako se napon u mreži smanji, napajanje će ostati.
Ali ipak, asinhrone mašine se koriste mnogo češće nego sinhrone. Činjenica je da imaju veliku pouzdanost, jednostavan dizajn, ne zahtijevaju dodatno održavanje.
Nedostaci sinhronih motora
Ispostavilo se da sinhrone mašine imaju mnogo više nedostataka. Evo samo glavnih:
- Kolo sinhronog motora je prilično složeno, sastoji se od velikog broja elemenata. Iz tog razloga je cijena uređaja veoma visoka.
- Obavezno koristite konstantan izvor za napajanje induktorastruja. Ovo uvelike komplikuje cijelu konstrukciju.
- Procedura za pokretanje elektromotora je prilično komplikovana nego za asinhrone mašine.
- Brzinu rotora moguće je podesiti samo pomoću frekventnih pretvarača.
Uopšteno govoreći, prednosti značajno nadmašuju nedostatke sinhronih motora. Iz tog razloga se vrlo često koriste tamo gdje je potrebno voditi kontinuirani kontinuirani proces proizvodnje, gdje nije potrebno često zaustavljanje i pokretanje opreme. Sinhrone mašine se mogu naći u mlinovima, drobilicama, pumpama, kompresorima. Rijetko se gase, rade gotovo stalno. Korišćenjem ovakvih motora mogu se postići značajne uštede energije.
