Šta je sinhroni motor i kako funkcioniše sinhroni motor?

Sinhroni motor je vrsta motora naizmjenične struje (AC) koji radi u sinhronizovanoj brzini sa frekvencijom primijenjene izmjenične struje (AC). Sinhrona brzina je konstantna brzina kojom se okreće magnetsko polje proizvedeno u namotu statora motora, ili se može nazvati stalnom brzinom pri kojoj naizmjenična mašina stvara elektromotornu silu.

U sinhronom motoru, ukupan broj okretaja vratila je tačno jednak integralnom broju napajanog ciklusa izmjenične struje ili frekvenciji primijenjene struje. Za razliku od bilo kojeg asinhronog motora, sinhroni motor se ne oslanja na indukcionu struju da bi funkcionisao. Umjesto toga, ovaj motor sadrži višefazne elektromagnete naizmjenične struje na statoru koji proizvode rotirajuće magnetsko polje, koje se okreće sinhronizovano sa frekvencijom isporučene mrežne struje. Ima rotor sa trajnim elektromagnetima ili magnetima koji se sinhronizira sa rotacijskim magnetskim poljem statora i kao rezultat okreće se u koraku sa magnetskim poljem statora.

Šta je sinhrona brzina?

Sinhrona brzina motora je konstantna brzina kojom se okreće magnetno polje koje stvara stator naizmenične mašine.

Sinkronu brzinu određuju sljedeće funkcije:

1. Električna frekvencija isporučene izmjenične struje, obično 60 Hz ili 50 Hz.
2. Broj polova u motoru.

Sinhrona brzina izračunava se množenjem frekvencije napajanja sa 60 i dijeljenjem s brojem parova polova. Sinhronom brzinom motora naizmjenične struje upravlja se promjenom frekvencije statora. Sinhrona brzina može se izraziti sljedećom formulom:

ns = f (2 / p) 60

Gde,
ns = brzina rotacije osovine (okr / min, o / min)
f = frekvencija napajanja električnom energijom (Hz, ciklusi / sek, 1 / s)
p = broj polova

U stvarnosti sinhroni motor nikada ne može postići svoju sinhronu brzinu. Jer ako bi se dogodio, rotor bi izgledao stacionarno u odnosu na rotacijsko polje statora, s obzirom da bi se rotor rotirao istom brzinom. Bez ikakvog relativnog kretanja između magnetskog polja statora i rotora, u rotoru motora neće se indukovati emf ili napon. Stoga je stvarna brzina sinhronog motora ograničena na brzinu ispod sinhrone brzine. Stvarna brzina sinhronog motora je otprilike 3 do 5% manja od sinhrone brzine. Pozvana je razlika između stvarne brzine i sinhrone brzine lapsus.

Za šta se koristi sinhroni motor?

Sinhroni motori se rijetko koriste za primjenu ispod 40 kW. Koriste se za primenu u kojima je potrebna konstantna, precizna i manja (oko 500 o / min) brzina rada, ali potrebna je velika snaga.

Različite vrste aplikacija za koje se koriste sinhroni motori mogu se klasificirati kao:

• Regulacija napona
• Korekcija faktora snage
• Pogoni sa stalnim opterećenjem sa konstantnom brzinom

Neke od općih primjena sinhronog motora su:

• Bez pričvršćivanja tereta na osovinu u prenabuđenom stanju, sinhroni motor se koristi za korekciju faktora snage
• Zbog svoje karakteristične veće efikasnosti, indukcijski motori se koriste za pogon opterećenja koja zahtijevaju konstantne brzine kao što su klipni mlinovi, valjani obroci, kompresor itd.
• Koriste se kao regulatori napona na kraju dalekovoda.
• Sa pogonom promenljive frekvencije (VFD), sinhroni motori se koriste u fabrikama papira i tekstila kako bi postigli širok raspon brzina.

Koji su glavni dijelovi sinhronog motora?

Struktura sinhronog motora vrlo je slična konstrukciji alternatora i asinhronog motora. Kao i svaki drugi motor, dva glavna dijela sinhronog motora su stator i rotor.

Ključne komponente sinhronog motora su:

1. stator: Stator je stacionarni dio motora. Sadrži a okvir statora ili kućište i magnetni krug koji sadrži laminiranje od silicijskog čelika poznato kao jezgra statora i namotaj statora ili 3-fazni namotaj isporučen sa 3-faznom naizmeničnom strujom za stvaranje rotirajućeg polja.
2. rotor: Rotor je rotirajući dio koji se okreće gotovo potpuno istom brzinom kao i polje statora. Rotor nosi stalne poljske magnete ili zavojnice, koje pobuđuje izvor jednosmerne struje (DC) koji stvaraju fiksni tok polariteta. Sjeverni pol je stvoren na jednom kraju rotora, a Južni pol je stvoren na drugom kraju.
   Postoje dvije vrste rotora sa namotanim kalemom koji su dostupni prema tipu konstrukcije
   1. Istaknuti motori: Istaknuti rotor tipa stupa koji ima stupove koji strše iz površine rotora. Sadrži čeličnu laminaciju za smanjenje vrtložnih gubitaka.
   2. Nestalni polni rotori: Nestalni stupovi su tipovi rotora kod kojih su namoti postavljeni u proreze na rotorima.
3. Uzbuđivač: Ovo je mali generator jednosmjerne struje koji napaja elektromagnete koji čine polove na rotoru koji prate rotacijsko magnetsko polje iz sistema. Sadrži namotaj polja, smješten u statoru i navoj armature, smješten na rotoru sinkronog motora.
   Sinhroni motor se dvostruko napaja ako je instaliran sa neovisno pobuđenim višefaznim elektromagnetima naizmenične struje i na rotoru i na statoru.
4. okvir: Okvir motora drži i štiti sve ostale dijelove motora. Korisniku služi i od bilo kojeg unesrećenog tokom rotacije vratila pri velikim brzinama. Osim toga, nazivi i druge vitalne informacije o motoru nalaze se na kućištu sinhronog motora

Kako znati da li je motor sinhroni?

Za razliku od ostalih motora naizmenične struje, sinhroni motor uvek radi brzinom koja je jednaka njegovoj sinhronoj brzini. Sinhroni motori također trebaju dodatni izvor jednosmerne struje za napajanje namotaja rotora. Dok indukcijski motori ne zahtijevaju nikakav dodatni izvor napajanja.

Samo vizualnim pregledom možete znati da li je mašina sinhroni ili asinhroni motor. Sinkroni motor je dvostruko uzbuđeni motor, što znači da mu je potrebno pobuđivanje i polja i armature. Namotaji polja pobuđuju se izvorom istosmjerne struje, a namoti armature izmjeničnom strujom. Dakle, to je mašina sa četiri terminala.

A kao što je asinhroni motor jednostruko uzbuđena mašina, koja ima samo dva terminala i uvijek se pobuđuje napajanjem naizmjeničnom strujom.

• Provjerite postoji li terenska veza. Ako postoji poljska veza, tada je motor sinhroni (pod pretpostavkom da to ne može biti jednosmjerni motor). Indukcijski motor nema priključke na terenu, već samo napajanje statora.
• Takođe, ako znate broj polova u mašini i učestalost napajanja, možete izračunati sinhronu brzinu koja je jednaka (120xfrekvencija / broj pola) u o / min. Ako je motor sinhronog tipa, tada će brzina u ustaljenom stanju biti jednaka sinhrona brzina, ali ako je to asinhroni motor, stacionarna brzina će biti nešto manja od sinhrone brzine.

Pojedinosti o drugoj razlici između sinkronog i asinhronog motora dati su u nastavku:

• Sinkroni motori zahtijevaju dodatni izvor napajanja istosmjerne struje za napajanje namotaja rotora. Dok indukcijski motori ne zahtijevaju takav dodatni izvor energije.
• Klizni prstenovi i četke su neophodni za sinkrone motore, ali ne i za ostale motore naizmjenične struje, osim kod indukcionog motora s namotanim motorom u kojem se motori s kliznim prstenom koriste za dodavanje vanjskog otpora namotu rotora.
• Sinkroni motori također zahtijevaju dodatni pokretački mehanizam za početno okretanje rotora blizu sinhrone brzine. Ali kod asinhronih motora nije potreban mehanizam za pokretanje.
• Faktor snage sinhronog motora je prilagodljiv zaostajanju, jedinstvu ili vođenju promjenom pobude. Ali asinhroni motor uvijek radi sa zaostalim faktorom snage.
• Sinhroni motori su učinkovitiji od indukcijskih motora.
• Sinhroni motori su skuplji.

Koje su karakteristike sinhronog motora?

Neke glavne karakteristike sinhronog motora su:

1. Sinhroni motori u osnovi se ne pokreću sami.
2. Njima je potreban neki eksterni rotirajući mehanizam kako bi svoju brzinu približio sinhronoj brzini prije nego što se usklade.
3. Brzina rada je u sinhronizaciji sa frekvencijom napajanja.
4. Kad je frekvencija napajanja konstantna, ponašaju se kao motori sa stalnom brzinom, bez obzira na stanje opterećenja.
5. Sinhroni motor ima jedinstvene karakteristike rada pod bilo kojim faktorom električne energije. To je razlog zašto se koristi u elektroenergetskom sistemu za poboljšanje faktora snage.

Prednosti sinhronih motora su:

1. Može kontrolirati faktor snage. Prepobuđeni sinhroni motor ima vodeći faktor snage, kada se radi paralelno sa asinhronim motorima, poboljšava faktor snage sistema.
2. Brzina ostaje konstantna bez obzira na opterećenje. To pomaže u industrijskoj primjeni gdje je potrebna konstantna brzina bez obzira na opterećenje.
3. Sinkroni motori su mehanički stabilniji jer su građeni sa širim zračnim prazninama od indukcijskih motora.
4. Elektromagnetska snaga sinhronog motora je direktno proporcionalna naponu u sinhronim motorima.
5. Sinhroni motori obično rade s većom efikasnošću, što je više od 90%, posebno pri malim brzinama u odnosu na indukcijske motore.

Mane sinhronog motora su:

1.  Sinkroni motori zahtijevaju odvojeno pobuđivanje istosmjerne struje.
2. Ovi motori nisu samopokretački, jer im je potreban neki vanjski rotirajući sistem za njegovo pokretanje i sinhronizaciju.
3. Cijena po kW izlazne snage veća je od cijene po kW izlazne snage indukcijskih motora.
4. Ako se ne podesi frekvencija dolaznog napajanja, ne postoji način za podešavanje brzine.
5. Budući da ovi motori imaju nula startnog momenta, ne mogu se pokretati u stanju opterećenja.
6. Potrebni su kolektorski prstenovi i četke što rezultira visokim troškovima održavanja.

Sinhroni motori neće biti efikasni za primjene u kojima je potrebno često pokretanje strojeva.