Elektromotori su mašine koje izvode mehaničke operacije pretvarajući električnu energiju u mehaničku. Ovi motori su dizajnirani da rade na izmjeničnu (izmjeničnu) ili istosmjernu (jednosmjernu) struju. AC motori imaju dvije vrste: sinhroni motori i asinhroni motori. Obje ove mašine dijele nekoliko sličnosti, poput njihove konstrukcije, ali su prilično različite po pitanju funkcioniranja i performansi.
Razgovarat ćemo o osnovama Sinhroni motor i asinhroni motor prije nego što pogledamo njihove razlike.
Asinhroni ili AC motor je asinhroni motor. Rad asinhronog motora je asinhroni zbog klizanja zbog kojeg je brzina rotacije polja statora nešto sporija od brzine polja rotora.
Rotor većine asinhronih motora danas se naziva kavez s vjevericama. Cilindrični kavez za vjeverice sastavljen je od teških bakrenih, aluminijumskih ili mesinganih šipki postavljenih u žljebove i električno spojenih na oba kraja. Čvrsta jezgra izgrađena je od više slojeva laminiranja električnog čelika. Stator sadrži više proreza od rotora. Broj utora rotora mora biti neintegralan višestruki utor statora, tako da se zubi rotora i statora ne magnetsko spajaju kada je motor uključen.
Indukcijski motori se mogu naći i kod rotora napravljenih od namota, a ne od kaveza s vjevericama. Svrha ovog dizajna namotanog rotora je smanjiti struju rotora kako se motor počinje okretati. To se postiže spajanjem svakog namotaja rotora u seriju s otpornikom. Raspored kliznih prstenova pruža struju namotima. Jednom kada rotor postigne maksimalnu brzinu, stubovi rotora su kratko spojeni, pa on električno djeluje poput rotora s vjevericom.
Stator ili armatura namotaja motora stacionarni je dio motora. Napajanje izmjeničnom strujom povezano je s namotima statora. Kada se na napon statora primijeni napon, u statoru počinje teći struja. Protok struje stvara magnetsko polje koje utječe na rotor, a zatim postavlja napon i struju koji će teći u namotu rotora.
Sjeverni pol u statoru inducirat će južni pol u rotoru. Međutim, statorski pol se okreće kada se izmjenični napon promijeni u amplitudi i polaritetu. Inducirani pol rotora pokušava slijediti pol statora dok se okreće. Međutim, Faradayev zakon kaže da se elektromotorna sila stvara kada se petlja žice premjesti iz magnetnog polja male jakosti u magnetsko polje velike jačine, i obrnuto. Magnetsko polje ostalo bi konstantno kada bi rotor pratio pokretni pol statora. Stoga rotacija polja rotora uvijek zaostaje za rotacijom polja statora. Polje rotora uvijek zaostaje i prolazi iza polja statora. To rezultira rotacijom koja se odvija nešto manjom brzinom od statora. Klizanje je razlika u brzini između dva polja.
Količina listića može biti promjenjiva. Na to uglavnom utječe opterećenje koje motor pokreće, a također i otpor kruga rotora i jačina polja inducirana fluksom statora.
Objašnjenje sinhronih motora
Sinhroni motori koriste posebnu konstrukciju rotora koja im omogućava da se vrte istom brzinom kao i statorsko polje - tako da su motori sinhronizirani sa statorskim poljem. Obično se sinhroni motori koriste za aplikacije koje zahtijevaju kontrolu položaja. Dobar primjer sinhronog motora je koračni motor. Ipak, razvoj sklopova za kontrolu snage doveo je do razvoja dizajna sinhronih motora koji su optimizovani za upotrebu u aplikacijama velike snage, kao što su ventilatori, duvaljke i pogonske osovine u terenskim vozilima.
Sinhroni motori su dva osnovna tipa:
- Samouzbudljiv: zasnovan na istim principima kao i asinhroni motori,
- Izravno uzbuđen: Polje uglavnom trajnim magnetima, ali ne uvijek
Osim što se naziva motorom sa preklopnom reluktancijom, samopobudljivi sinhroni motor sadrži i rotorski odliv koji uključuje ureze ili zube, koji se nazivaju istaknuti polovi. Zarezi na rotoru omogućavaju rotoru da se zaključa s poljem statora i radi istom brzinom.
Da bi se rotor premjestio iz jednog položaja u drugi, uzastopni namoti / faze statora moraju se sekvencijalno prebacivati na način poput koračnih motora. Nekoliko različitih naziva može se koristiti za opisivanje direktno pobuđenog sinhronog motora. Uobičajeni nazivi su ECPM (elektronički preklopljeni trajni magnet), BLDC (DC bez četkica) i motor sa trajnim magnetima bez četkica. Rotor u ovom dizajnu sadrži trajne magnete. Magneti se mogu postaviti na površinu rotora ili umetnuti u sklop rotora.
Stalni magneti ovog dizajna sprečavaju klizanje i istaknuti su polovi. Mikroprocesor u odgovarajuće vrijeme sekvencijalno prebacuje električnu energiju na namote statora pomoću poluprovodničkih prekidača, minimalizirajući mreškanje momenta. Sve ovo sinhroni motori imaju isti princip rada. U osnovi, značajna količina magnetskog fluksa prelazi zračni jaz između rotora i statora kada se snaga primjenjuje na zavojnice namotane na zube statora. Tok prelazi okomito kroz zračni jaz. Ako su stator i rotor savršeno poravnati, neće se stvarati obrtni moment. Ako je zub rotora postavljen pod kutom prema zubu statora, tada barem neki tok prelazi prazninu pod neupravnim kutom na površine zuba. Kao rezultat, na rotoru nastaje obrtni moment. Dakle, prebacivanje snage na namote statora u pravom trenutku uzrokuje kretanje u smjeru kazaljke na satu ili u smjeru suprotnom od kazaljke na satu, ovisno o uzorku fluksa.