Sinhroni motor proti asinhronskemu motorju
Indukcijski in sinhroni motorji so izmenični motorji, ki se uporabljajo za pretvorbo električne energije v mehansko.
Več o indukcijskih motorjih
Na podlagi načel elektromagnetne indukcije sta prva indukcijska motorja neodvisno izumila Nikola Tesla (leta 1883) in Galileo Ferraris (leta 1885). Zaradi enostavne konstrukcije in robustne uporabe ter nizkih stroškov gradnje in vzdrževanja so bili indukcijski motorji za težko opremo in stroje izbira za številne druge motorje z izmeničnim tokom.
Konstrukcija in montaža asinhronega motorja sta preprosta. Dva glavna dela asinhronskega motorja sta stator in rotor. Stator v asinhronskem motorju je vrsta koncentričnih magnetnih polov (navadno elektromagneti), rotor pa je vrsta zaprtih navitij ali aluminijastih palic, razporejenih na podoben način kot veverica kletka, od tod tudi ime rotor veverice kletke. Gred za oddajanje proizvedenega navora poteka skozi os rotorja. Rotor je nameščen znotraj valjaste votline statorja, vendar ni električno povezan z nobenim zunanjim vezjem. Za dovajanje toka v rotor se ne uporablja komutator ali ščetke ali drug povezovalni mehanizem.
Kot vsak motor tudi za vrtenje rotorja uporablja magnetne sile. Povezave v statorskih tuljavah so razporejene tako, da se na točno nasprotni strani statorskih tuljav ustvarita nasprotna pola. V zagonski fazi se obodno ustvarijo magnetni polovi po obodu. To ustvarja spremembo pretoka skozi navitja v rotorju in inducira tok. Ta inducirani tok generira magnetno polje v navitjih rotorja, interakcija med statorskim in induciranim poljem pa poganja motor.
Indukcijski motorji so izdelani za delovanje v enofaznih in večfaznih tokovih, slednji za težke stroje, ki zahtevajo velik navor. Hitrost asinhronskih motorjev je mogoče nadzorovati z uporabo števila magnetnih polov v statorskem polu ali z regulacijo frekvence vhodnega vira energije. Drs, ki je merilo za določitev navora motorja, kaže na učinkovitost motorja. Kratko stikana navitja rotorja imajo majhen upor, kar povzroči velik tok, ki nastane zaradi majhnega zdrsa v rotorju; zato ustvari velik navor.
Pri največjih možnih pogojih obremenitve je pri majhnih motorjih zdrs približno 4-6% in 1,5-2% pri velikih motorjih, zato se šteje, da imajo asinhronski motorji regulacijo hitrosti in se štejejo za motorje s stalno hitrostjo. Pa vendar je hitrost vrtenja rotorja počasnejša od vhodne frekvence vira energije.
Več o sinhronem motorju
Sinhroni motor je druga glavna vrsta AC motorja. Sinhroni motor je zasnovan tako, da deluje brez kakršne koli razlike v hitrosti vrtenja gredi in frekvenci izmeničnega toka; obdobje vrtenja je integral večkratnika AC ciklov.
Obstajajo trije glavni tipi sinhronskih motorjev; motorji s trajnimi magneti, histerezni in relukcijski motorji. Kot trajni magneti na rotorju se uporabljajo stalni magneti iz neodim-bora-železa, samarija-kobalta ali ferita. Pogoni s spremenljivo hitrostjo, pri katerih se stator napaja s spremenljivo frekvenco, je spremenljiva napetost glavna aplikacija motorjev s trajnimi magneti. Uporabljajo se v napravah, ki potrebujejo natančen nadzor hitrosti in položaja.
Histerezni motorji imajo trden, gladek valjast rotor, ki je izlit iz magnetnega koertnega jekla z visoko koercitivno trdnostjo. Ta material ima široko histerezno zanko, to pomeni, da ko je enkrat namagneten v določeni smeri, potrebuje veliko povratno magnetno polje v nasprotni smeri, da obrne magnetizacijo. Posledično ima histerezni motor kot zaostanka δ, ki ni odvisen od hitrosti; razvija konstanten navor od zagona do sinhrone hitrosti. Zato se samodejno zažene in za zagon ne potrebuje indukcijskega navitja.
Asinhronski motor vs sinhroni motor
• Sinhroni motorji delujejo s sinhrono hitrostjo (RPM = 120f / p), medtem ko indukcijski motorji delujejo z manj kot sinhrono hitrostjo (RPM = 120f / p - zdrs), pri navoru ničelne obremenitve pa je zdrs skoraj nič in zdrs narašča z navorom obremenitve.
• Sinhroni motorji potrebujejo enosmerni tok za ustvarjanje polja v navitjih rotorja; indukcijski motorji niso potrebni za dovajanje toka na rotor.
• Sinhroni motorji zahtevajo drsne obroče in ščetke za priključitev rotorja na napajanje. Indukcijski motorji ne zahtevajo drsnih obročev.
• Sinhroni motorji zahtevajo navitja v rotorju, medtem ko so asinhronski motorji najpogosteje izdelani s prevodnimi palicami v rotorju ali pa uporabljajo kratkostične navitje, da tvorijo "veveričino kletko".
