Λειτουργία Συνχρονού Μοτέρ

Δομή και Ενέργεια των Συνχρόνων Μοτέρ

Το συνχρόνο μοτέρ αποτελείται από δύο βασικά συστατικά μέρη: το στάτορ (σταθερό μέρος) και το ρότορ (περιστρεφόμενο μέρος). Το στάτορ ενεργοποιείται από μια τριφασική εφοδιασμό AC, ενώ το ρότορ ενεργοποιείται από έναν DC εφοδιασμό.

Πρinciple of Excitation:
Η ενέργεια αναφέρεται στη διαδικασία παραγωγής μαγνητικών πεδίων στο στάτορ και το ρότορ, μετατρέποντάς τα σε ηλεκτρομαγνήτες. Αυτή η μαγνητική σύνδεση είναι ουσιώδης για τη μετατροπή της ηλεκτρικής ενέργειας σε μηχανική περιστροφή.

Παραγωγή Μαγνητικού Πεδίου σε Συνχρόνα Μοτέρ

Ο τριφασικός εφοδιασμός AC παράγει εναλλασσόμενα βόρεια και νότια πόλους στο στάτορ. Δεδομένου ότι ο εφοδιασμός είναι συνημιτόνιος, η θετική/αρνητική φάση του κύματος αντιστρέφεται κάθε μισό κύκλο, προκαλώντας την εναλλαγή των βορείων και νότιων πόλων του στάτορ. Αυτό παράγει ένα περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο στο στάτορ.

Το μαγνητικό πεδίο του ρότορ ορίζεται από έναν DC εφοδιασμό, ο οποίος σταθεροποιεί την πολικότητα και δημιουργεί ένα σταθερό μαγνητικό πεδίο—δηλαδή, τα βόρεια και νότια πόλους του παραμένουν σταθερά.

Η περιστροφική ταχύτητα του μαγνητικού πεδίου του στάτορ ονομάζεται συνχρόνη ταχύτητα, η οποία καθορίζεται από τη συχνότητα του εφοδιασμού και τον αριθμό των πόλων του μοτέρ.

Επίδραση Μαγνητικών Πόλων σε Συνχρόνα Μοτέρ

Όταν αντίθετοι πόλοι του στάτορ και του ρότορ συντονίζονται, προκύπτει μια διάταξη δύναμης μεταξύ τους, παράγοντας αντικλοκωστική ροπή. Η ροπή, ως περιστροφικό ισοδύναμο της δύναμης, οδηγεί τον ρότορ να ακολουθεί τους μαγνητικούς πόλους του στάτορ.

Μετά από κάθε μισό κύκλο, η πολικότητα των πόλων του στάτορ αντιστρέφεται. Ωστόσο, η εκκρεμότητα του ρότορ—η τάση του να αντιστέκεται σε αλλαγές στην κίνηση—διατηρεί τη θέση του. Όταν ομοιόπολες πόλοι (βόρειος-βόρειος ή νότιος-νότιος) συντονίζονται, μια απωθητική δύναμη παράγει κλοκωστική ροπή.

Για να το οπτικοποιήσετε, σκεφτείτε ένα 2-πόλων μοτέρ: στο παρακάτω σχήμα, αντίθετοι πόλοι στάτορ-ρότορ (N-S ή S-N) παράγουν διάταξη δυνάμεων, όπως φαίνεται.

Μετά το μισό κύκλο, οι πόλοι στο στάτορ αντιστρέφονται. Ο ίδιος πόλος του στάτορ και του ρότορ αντιμετωπίζονται, και αναπτύσσεται μια δύναμη απώθησης μεταξύ τους.

Η μη μονοκατευθυντική ροπή παλμού είναι μόνο σε μια θέση και γι' αυτό το λόγο το συνχρόνο μοτέρ δεν είναι αυτοσταρτάρ.

Μηχανισμός Έναρξης Συνχρόνων Μοτέρ

Για την έναρξη λειτουργίας, ο ρότορ πρώτα περιστρέφεται από έξωτερη οδηγία, συντονίζοντας την πολικότητα με το περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο του στάτορ. Καθώς οι πόλοι του στάτορ και του ρότορ συνδέονται, παράγεται μια μονοκατευθυντική ροπή, σύροντας τον ρότορ να περιστρέφεται με τη συνχρόνη ταχύτητα του πεδίου του στάτορ.

Μόλις συγχρονιστεί, το μοτέρ λειτουργεί με σταθερή ταχύτητα ίση με τη συνχρόνη ταχύτητα, η οποία είναι σταθερή από τη συχνότητα του εφοδιασμού και τον αριθμό των πόλων.