Jak se indukční motory liší od synchronních motorů?

V tomto článku se podíváme na hlavní rozdíly mezi synchronními elektromotory a indukčními motory, aby každý, kdo čte tyto řádky, těmto rozdílům jasně porozuměl.

Asynchronní motory jsou dnes rozšířenější, ale v některých situacích jsou synchronní motory vhodnější, efektivnější pro řešení konkrétních průmyslových a výrobních problémů, o tom bude řeč níže.

Nejprve si připomeňme, co je elektromotor. Elektrický motor se nazývá elektrický stroj, určený k přeměně elektrické energie na mechanickou energii otáčení rotoru a slouží jako pohon některého mechanismu, například k pohonu jeřábu nebo čerpadla.

Ve škole všem bylo řečeno a ukázáno, jak se dva magnety odpuzují od pólů stejného jména a od opačných pólů - přitahují se. to permanentní magnety… Existují však také variabilní magnety. Každý si pamatuje kresbu s vodivým rámem umístěným mezi póly permanentního magnetu ve tvaru podkovy.

Horizontálně umístěný rám, pokud jím protéká stejnosměrný proud, se působením dvojice sil stane magnetickým polem permanentního magnetu (Ampérová síla), dokud není dosaženo vzpřímené rovnováhy.

Pokud pak rámem prochází stejnosměrný proud v opačném směru, rám se bude dále otáčet. V důsledku takového střídavého napájení rámu stejnosměrným proudem v jednom nebo druhém směru je dosaženo kontinuálního otáčení rámu. Rám je zde analogem variabilního magnetu.

Výše uvedený příklad s otočným rámem v nejjednodušší podobě demonstruje princip činnosti synchronního elektromotoru. Každý rotorový synchronní motor má budicí vinutí, která jsou napájena stejnosměrným proudem, který tvoří magnetické pole rotoru. Stator synchronního elektromotoru obsahuje statorové vinutí, které tvoří magnetické pole statoru.

Když je na vinutí statoru přiveden střídavý proud, rotor se bude otáčet frekvencí odpovídající frekvenci proudu ve vinutí statoru. Otáčky rotoru budou synchronní s frekvencí proudu statorového vinutí, proto se takový elektromotor nazývá synchronní. Magnetické pole rotoru je generováno proudem, neindukováno polem statoru, takže synchronní motor je schopen udržovat synchronní jmenovité otáčky bez ohledu na výkon zátěže, samozřejmě v rozumných mezích.

Indukční motor se zase liší od synchronního motoru. Pokud si vybavíme obrázek v rámu a rám je jednoduše zkratován, pak jak se magnet otáčí kolem rámu, proud indukovaný v rámu vytvoří magnetické pole na rámu a rám se bude snažit dohnat magnet.

Rychlost rámu při mechanickém zatížení bude vždy menší než rychlost magnetu a proto frekvence nebude synchronní. Tento jednoduchý příklad ukazuje, jak funguje indukční motor.

U asynchronního elektromotoru je rotující magnetické pole tvořeno střídavým proudem statorového vinutí umístěného v jeho kanálech. Rotor typického indukčního motoru nemá vinutí jako taková, místo toho má zkratované tyče (rotor veverky), takový rotor se nazývá rotor veverky. Existují také indukční motory s fázovým rotorem, kde rotor obsahuje vinutí, jejichž odpor a proud lze řídit reostatem.

Jaký je tedy hlavní rozdíl mezi indukčním motorem a synchronním motorem? Navenek jsou si podobné, někdy ani specialista vnějšími charakteristikami nerozezná synchronní elektromotor od asynchronního. Hlavní rozdíl spočívá v konstrukci rotorů. Rotor indukčního motoru není napájen proudem a póly na něm jsou indukovány magnetickým polem statoru.

Rotor synchronního motoru má nezávisle poháněné budicí vinutí. Stator synchronního a asynchronního motoru jsou uspořádány stejně, funkce je v každém případě stejná - vytvořit točivé magnetické pole na statoru.

Rychlost indukčního motoru pod zatížením vždy zaostává za rotací magnetického pole statoru o velikost skluzu, zatímco rychlost synchronního motoru se frekvenčně rovná "otáčce" magnetického pole statoru, pokud tedy otáčky mají být konstantní při různém zatížení, je vhodnější zvolit synchronní motor, např. v Pohon gilotinových nůžek se pro svůj úkol nejlépe hodí výkonným synchronním motorem.

Oblast použití asynchronních motorů je dnes velmi široká. Jsou to všechny druhy strojů, dopravníků, ventilátorů, čerpadel – všechna ta zařízení, kde je zatížení relativně stabilní nebo snížení rychlosti zatížení není pro pracovní proces kritické.

Některé kompresory a čerpadla vyžadují konstantní otáčky při jakémkoli zatížení; na takovém zařízení jsou instalovány synchronní motory.

Synchronní motory jsou na výrobu dražší než asynchronní motory, takže pokud je na výběr a mírné snížení otáček při zatížení není kritické, pořizují si asynchronní motor.

Synchronní elektromotory jsou široce používány v elektrických pohonech, které nevyžadují regulaci otáček. Ve srovnání s asynchronními motory mají řadu výhod:

• vyšší účinnost;

• možnost výroby motorů s nízkou rychlostí otáčení, což umožňuje opustit mezilehlé převody mezi motorem a pracovním strojem;

• otáčky motoru nezávisí na zatížení jeho hřídele;

• možnost využití jalového výkonu jako kompenzačních zařízení.

Synchronní elektromotory mohou být spotřebiče a generátory reaktivní síla... Povaha a hodnota jalového výkonu synchronního motoru závisí na velikosti proudu v budícím vinutí. Závislost proudu ve vinutí dodávajícím napětí do elektrické sítě na budícím proudu se nazývá charakteristika tvaru U synchronního motoru. Při 100% zatížení hřídele motoru jeho kosinus phi rovná se 1. V tomto případě elektromotor nespotřebovává jalový výkon z elektrické sítě. V tomto případě má proud ve vinutí statoru minimální hodnotu.