Synchrónne a asynchrónne elektromotory: princípy činnosti a rozdiely v charakteristikách

Elektromotory sú stroje, ktoré premieňajú elektrickú energiu na mechanickú energiu. Premenená energia poháňa rotor motora v rotačnom pohybe, ktorý prenáša rotáciu cez prevodovku priamo na hriadeľ pohonu. Hlavnými typmi elektromotorov sú synchrónne a asynchrónne motory. Rozdiely medzi nimi určujú možnosti použitia v rôznych zariadeniach a technologických procesoch.

Pracovné princípy

Všetky elektromotory majú pevný stator a rotujúci rotor. Rozdiel medzi asynchrónnymi a synchrónnymi motormi spočíva v princípoch vytvárania pólov. V indukčnom motore sú vytvorené fenoménom indukcie. Všetky ostatné elektromotory využívajú na vytvorenie magnetického poľa permanentné magnety alebo prúdové cievky.

Vlastnosti synchrónnych motorov

Vedúce jednotky synchrónneho stroja - armatúra a induktor. Stator je kotva a induktor je umiestnený na rotore. Pôsobením striedavého prúdu vzniká v kotve rotujúce magnetické pole. Zapadá do magnetického poľa induktora tvoreného pólmi permanentných magnetov alebo jednosmerných cievok. V dôsledku tejto interakcie sa energia elektriny premieňa na kinetickú energiu otáčania.

Rotor synchrónneho stroja má rovnakú rýchlosť otáčania ako pole statora. Výhody synchrónnych motorov:

• Štrukturálne sa používa ako motor aj ako generátor.
• Rýchlosť nezávislá od zaťaženia.
• Skvelá efektivita.
• Nízka pracovná náročnosť pri opravách a údržbe.
• Vysoký stupeň spoľahlivosti.

Synchrónne stroje sú široko používané ako vysokovýkonné elektromotory pre nízku rýchlosť a konštantné zaťaženie. Generátory sa používajú tam, kde je potrebný nezávislý zdroj energie.

Synchrónny stroj má aj nevýhody:

• Na napájanie induktora je potrebný zdroj konštantného prúdu.
• Neexistuje žiadny počiatočný krútiaci moment, na spustenie je potrebný externý krútiaci moment alebo asynchrónny štart.
• Štetce a zberače rýchlo zlyhávajú.

Moderné synchrónne jednotky obsahujú v tlmivke okrem vinutia napájaného jednosmerným prúdom aj spúšťacie vinutie nakrátko, ktoré je určené na spúšťanie v asynchrónnom režime.

Charakteristické vlastnosti asynchrónnych motorov

Rotujúce magnetické pole statora indukčného motora indukuje v rotore indukčné prúdy, ktoré vytvárajú jeho vlastné magnetické pole. Interakcia polí poháňa rotor do rotácie. V tomto prípade rýchlosť rotora zaostáva za rýchlosťou magnetického poľa. Táto vlastnosť sa odráža v názve motora.

Asynchrónne motory sú dvoch typov: s klietkou nakrátko a fázovým rotorom.

Domáce spotrebiče, ako je ventilátor alebo vysávač, sú zvyčajne vybavené motormi s klietkou vo veveričke, ktoré sú kolesom vo veveričke. Všetky tyče sú uzavreté kotúčmi privarenými na oboch stranách. Interakciou magnetického poľa statora s indukovanými prúdmi v rotore vzniká elektromagnetická sila, ktorá pôsobí na rotor v smere otáčania poľa statora. Krútiaci moment na hriadeli motora je generovaný všetkými elektromagnetickými silami z každého vodiča.

Motor s vinutým rotorom používa rovnaký stator ako motor s klietkou nakrátko. A do rotora sa pridávajú vinutia troch fáz, ktoré sú spojené do "hviezdy". Pri štartovaní motora k nim môžete pripojiť reostaty, ktoré regulujú nábehové prúdy. Pomocou reostatov môžete nastaviť aj otáčky motora.

Medzi výhody asynchrónnych motorov patria:

• Napájané priamo zo siete AC.
• Jednoduchosť zariadenia a relatívne nízke náklady.
• Možnosť použitia v domácich spotrebičoch pomocou jednofázového pripojenia.
• Nízka spotreba energie a hospodárnosť.

Vážne nevýhody - komplexná regulácia otáčok a vysoké tepelné straty. Aby sa zabránilo prehriatiu, plášť jednotky je rebrovaný a na hriadeli motora je nainštalované obežné koleso na chladenie.

Rozdiel v charakteristikách elektromotorov

Pri výbere agregátov sú rozhodujúce konštrukčné vlastnosti a výkon elektromotorov. Od toho závisí konštrukcia prevodoviek a všetkých pohonných jednotiek mechanizmov. Pri výbere motora sa musíte spoľahnúť na spoločné vlastnosti a hlavné rozdiely vo vlastnostiach strojov:

• Hlavný rozdiel medzi synchrónnym a asynchrónnym motorom spočíva v konštrukcii rotora. Je to permanentný alebo elektrický magnet. V asynchrónnom motore sú magnetické polia v rotore indukované elektromagnetickou indukciou.
• Pri synchrónnych motoroch sú otáčky hriadeľa konštantné, pri asynchrónnych motoroch sa môžu meniť pri zmene zaťaženia.
• Synchronizátory nemajú rozbehový moment. Pre vstup do synchronizácie je potrebný asynchrónny štart.

Synchrónne a asynchrónne elektromotory sa používajú rôznymi spôsobmi. Synchrónne motory sa odporúčajú na použitie všade tam, kde sú prítomné vysoké úrovne výkonu. nepretržitý výrobný proces a nie je potrebné často reštartovať jednotky alebo upravovať frekvenciu rotácia. Používajú sa v dopravníkoch, valcovniach, kompresoroch, drvičoch kameňa atď. Moderný synchrónny elektromotor má rovnaký rýchly štart ako asynchrónny, ale je menší a hospodárnejší ako asynchrónny s rovnakým výkonom.

Asynchrónne elektromotory s vinutým rotorom sa používajú tam, kde je potrebný veľký rozbehový moment a časté zastavovanie agregátov. Napríklad vo výťahoch a vežových žeriavoch. Asynchrónne elektromotory s rotorom vo veveričke sú široko používané kvôli jednoduchosti zariadenia a jednoduchosti použitia.

Môžete využiť výhody rôznych jednotiek a to, ako sa synchrónny motor líši od asynchrónneho motora urobiť informovaný výber jedného alebo druhého motora pri navrhovaní strojov, obrábacích strojov a iných zariadení.