Et træk ved synkrone elektriske motorer er, at den magnetiske flux og rotoren har samme rotationshastighed. Af denne grund ændrer rotoren på en elektrisk motor ikke sin hastighed, når belastningen stiger. Der er en vikling på rotoren, der skaber et magnetfelt.
Nogle gange bruges der kraftige permanente magneter. Norm alt i synkronmaskiner er der lige så mange viklinger på rotoren, som der er på statoren. Så det viser sig at udligne rotationshastigheden af den magnetiske flux og rotoren. Belastningen, der er forbundet til motoren, påvirker ikke hastigheden overhovedet.
Elektrisk motordesign
Enheden af en synkronmotor består af følgende elementer:
- Den faste del er statoren, hvorpå viklingerne er placeret.
- Mobil rotor, nogle gange kaldet induktor eller armatur.
- For- og bagcover.
- Rotormonterede lejer.
Der er ledig plads mellem armatur og stator. Vindinger lægges i rillerne, de er forbundet istjerne. Så snart der påføres spænding til motoren, begynder strømmen at strømme gennem ankerviklingen. Et magnetfelt dannes omkring induktoren. Men statoren er også aktiveret. Og det er her den magnetiske flux kommer ind. Disse felter er forskudt fra hinanden.
Sådan fungerer en synkronmotor
I synkrone maskiner er elektromagneterne på statoren poler, da de fungerer på jævnstrøm. I alt er der to skemaer, som statorviklingerne forbindes med:
- Salifole.
- Implicit pol.
For at reducere den magnetiske modstand og optimere betingelserne for passage af feltet, anvendes kerner lavet af ferromagneter. De fås i både statoren og rotoren.
De er lavet af specielle kvaliteter af elektrisk stål, som indeholder en enorm mængde af et sådant element som silicium. Hermed er det muligt at reducere hvirvelstrømmen markant, samt øge metallets elektriske modstand.
Betjening af synkrone elektriske motorer er baseret på samspillet mellem stator- og rotorpolerne. Ved start accelererer den til flowets hastighed. Det er under sådanne forhold, at den elektriske motor kører i synkron tilstand.
Startmetode med elektrisk hjælpemotor
Tidligere blev der brugt specielle startmotorer, som var forbundet til motoren ved hjælp af mekaniske anordninger (remtræk, kæde osv.). Under opstart begyndte rotoren at rotere og gradvist accelerere,nåede den synkrone hastighed. Derefter begyndte selve motoren at fungere. Dette er præcis princippet om drift af en synkronmotor, uanset design og producent.
En forudsætning er, at startmotoren skal have en effekt på omkring 15 % af den accelererede motors. Denne kraft er ganske nok til at starte enhver synkronmotor, selvom en lille belastning er forbundet til den. Denne metode er ret kompliceret, og omkostningerne til hele udstyret er stærkt forøget.
Moderne lanceringsmetode
Moderne design af synkronmotorer er ikke udstyret med sådanne overclocking-kredsløb. Et andet triggersystem bliver brugt. Omtrent på denne måde tændes synkronmaskinen:
- Ved hjælp af en reostat lukkes rotorviklingerne. Som et resultat bliver ankeret kortsluttet, som på simple induktionsmotorer.
- Rotoren har også en egern-bur-vikling, der er beroligende og forhindrer ankeret i at svinge under synkronisering.
- Så snart ankeret når sin mindste rotationshastighed, tilsluttes jævnstrøm til dets viklinger.
- Hvis der anvendes permanente magneter, skal der anvendes eksterne startmotorer.
Der er kryogene synkrone elektriske motorer, der bruger et omvendt design. Excitationsviklingerne er lavet afsuperledende materialer.
Fordele ved synkrone maskiner
Asynkrone og synkrone motorer har meget ens design, men der er stadig forskelle. I sidstnævnte er der en klar fordel ved, at excitationen sker fra en jævnstrømskilde. I dette tilfælde kan motoren arbejde med en meget høj effektfaktor. Der er også andre fordele ved synkronmotorer:
- De arbejder med en høj hastighed. Dette giver dig mulighed for at reducere strømforbruget og reducerer også strømtab betydeligt. Effektiviteten af en synkronmaskine vil være meget højere end for en asynkronmotor med samme effekt.
- Moment afhænger direkte af spændingen i lysnettet. Selvom spændingen i netværket falder, forbliver strømmen.
Men stadig bruges asynkrone maskiner meget oftere end synkrone. Faktum er, at de har stor pålidelighed, enkelt design, kræver ikke yderligere vedligeholdelse.
Ulemper ved synkronmotorer
Det viser sig, at synkrone maskiner har meget flere ulemper. Her er kun de vigtigste:
- Kredsløbet for en synkronmotor er ret komplekst, det består af et stort antal elementer. Det er af denne grund, at prisen på enheden er meget høj.
- Sørg for at bruge en konstant kilde til at forsyne induktoren med strømnuværende. Dette komplicerer hele konstruktionen meget.
- Proceduren for at starte en elektrisk motor er ret kompliceret end for asynkrone maskiner.
- Det er kun muligt at justere rotorhastigheden ved at bruge frekvensomformere.
Generelt opvejer fordelene væsentligt ulemperne ved synkronmotorer. Af denne grund bruges de meget ofte, hvor det er nødvendigt at gennemføre en kontinuerlig kontinuerlig produktionsproces, hvor det ikke er nødvendigt at stoppe og starte udstyret ofte. Synkronmaskiner kan findes i møller, knusere, pumper, kompressorer. De slukker sjældent, de arbejder næsten konstant. Ved at bruge sådanne motorer kan der opnås betydelige energibesparelser.
