Radni princip sinhronog motora

Struktura i pobuđivanje sinhronih motora

Sinhroni motor sastoji se od dvije glavne komponente: statora (stalnog dijela) i rotora (vrtloga). Stator je energiziran trofaznim naponom, dok rotor je pobuđen jednofaznim naponom.

Princip pobuđivanja:
Pobuđivanje odnosi se na proces indukcije magnetskih polja u statoru i rotoru, pretvarajući ih u elektromagneze. Ova magnetska veza je ključna za pretvaranje električne energije u mehaničku rotaciju.

Generiranje magnetskog polja u sinhronim motorima

Trofazni AC napon inducira alternirajuće sjeverne i južne pole u statoru. Budući da je napon sinusoidalni, njegova valna polaritet (pozitivna/negativna) mijenja se svakih pola ciklusa, što uzrokuje da se sjeverni i južni polovi statora alterniraju. To generira vrtlog magnetskog polja u statoru.

Magnetno polje rotora stvara se DC napajanjem, što fiksira polaritet i stvara statičko magnetsko polje - što znači da njegovi sjeverni i južni polovi ostaju konstantni.

Vrtnja magnetskog polja statora zove se sinhrona brzina, koja se određuje frekvencijom napajanja i brojem polova motora.

Interakcija magnetskih polova u sinhronim motorima

Kada se suprotni polovi statora i rotora poravnaju, nastaje privlačna sila između njih, generirajući torzu u smjeru suprotnom kazaljci. Torza, kao rotacijski ekvivalent sile, pokreće rotor da prati magnetske pole statora.

Nakon svakog pola ciklusa, polaritet polova statora se okrenuje. Međutim, inercija rotora - njegova tendencija da otpire promjenama u kretanju - održava njegov položaj. Kada se podudaraju isti polovi (sjever-sjever ili jug-jug), odbijajuća sila stvara torzu u smjeru kazaljki.

Da biste to vizualizirali, razmislite o motoru sa dva pola: na slici ispod, suprotni polovi statora i rotora (N-S ili S-N) induciraju privlačne sile, kako je prikazano.

Nakon polovice ciklusa, polovi na statoru se okrenu. Isti pol statora i rotora su usmjereni jedno prema drugom, i razvija se sila odbijanja između njih.

Nepokretna torza pulsira rotor samo na jednom mjestu, zbog čega sinhroni motor ne može samostalno započeti rad.

Pokretanje sinhronih motora

Za pokretanje, rotor se najprije okreće vanjskim pogonom, poravnavajući njegov polaritet s vrtlogom magnetskog polja statora. Kako se polovi statora i rotora preklapaju, generira se unidirektna torza, povlačeći rotor da se okreće sinhronom brzinom magnetskog polja statora.

Nakon sinhronizacije, motor radi na konstantnoj brzini koja je jednaka sinhronoj brzini, koja je fiksirana frekvencijom napajanja i brojem polova.