Co je synchronní rotace

Rychlost rotoru, při které pracuje asynchronní motor, závisí na frekvenci napájecího napětí, výkonu proudového zatížení hřídele a počtu elektromagnetických pólů daného motoru. Tato skutečná rychlost (resp. pracovní frekvence) je vždy menší než tzv. synchronní frekvence, která je dána pouze parametry napájecího zdroje a počtem pólů statorového vinutí tohoto asynchronního motoru.

Proto jsou synchronní otáčky motoruI am Zda je frekvence otáčení magnetického pole statorového vinutí na jmenovité frekvenci napájecího napětí a mírně se liší od pracovní frekvence. Díky tomu je počet otáček za minutu při zatížení vždy menší než tzv. synchronní otáčky.

Obrázek ukazuje, jak závisí frekvence synchronního otáčení u indukčního motoru s jedním nebo druhým počtem pólů statoru na frekvenci napájecího napětí: čím vyšší je frekvence, tím větší je úhlová rychlost otáčení magnetického pole. Například v pohony s proměnnou frekvencí změna frekvence napájecího napětí změna synchronní frekvence motoru. Tím se také změní provozní otáčky rotoru motoru při zatížení.

Typicky je vinutí statoru indukčního motoru napájeno třífázovým střídavým proudem, který vytváří rotující magnetické pole. A čím více párů pólů - tím nižší je frekvence synchronního otáčení - frekvence otáčení magnetického pole statoru.

Většina moderních asynchronních motorů má od 1 do 3 párů magnetických pólů, ve vzácných případech 4, protože čím více pólů, tím nižší je účinnost asynchronního motoru. S menším počtem pólů však lze otáčky rotoru měnit velmi, velmi plynule změnou frekvence napájecího napětí.

Jak bylo uvedeno výše, skutečná provozní frekvence indukčního motoru se liší od jeho synchronní frekvence. proč se to děje? Když se rotor otáčí frekvencí nižší než synchronní, pak dráty rotoru protínají určitou rychlostí magnetické pole statoru a indukuje se v nich EMF. Toto EMF vytváří proudy v uzavřených vodičích rotoru, v důsledku čehož tyto proudy interagují s rotujícím magnetickým polem statoru a vzniká točivý moment - rotor je tažen magnetickým polem statoru.

Pokud má točivý moment dostatečnou hodnotu k překonání třecích sil, pak se rotor začne otáčet, dokud se elektromagnetický moment nerovná brzdnému momentu, který vzniká zatížením, třecími silami atd.

V tomto případě rotor neustále zaostává za magnetickým polem statoru, pracovní frekvence nemůže dosáhnout synchronní frekvence, protože pokud k tomu dojde, pak se EMF přestane indukovat v drátech rotoru a točivý moment se jednoduše neobjeví. V důsledku toho je pro režim motoru hodnota "slip" (skluz sje zpravidla 2-8%), v souvislosti s tím platí i následující nerovnost motoru:

Ale pokud se rotor stejného asynchronního motoru otočí pomocí nějakého externího pohonu, například spalovacího motoru, na takovou rychlost, že rychlost rotoru překročí synchronní frekvenci, pak se emf v drátech rotoru a aktivní proud v nich získá určitý směr a indukční motor se stane generátor.

Celkový elektromagnetický moment se ukazuje jako zpožděný, skluz s se stává záporným, ale aby se projevil režim generátoru, je nutné napájet asynchronní motor jalovým výkonem, který by vytvořil magnetické pole na statoru. V době spouštění takového stroje v generátorovém režimu může být dostatečná zbytková indukce rotoru a kondenzátorů, které jsou připojeny ke třem fázím statorového vinutí, které napájí aktivní zátěž.