Работен принцип на синхронен мотор

Структура и екситација на синхронните мотори

Синхронниот мотор се состои од две основни компоненти: статорот (статички дел) и роторот (ротирачки дел). Статорот се активира со трифазна алтернативна напојба, додека роторот се екситира со постојана напојба.

Принципот на екситација:
Екситацијата се однесува на процесот на индуцирање магнетни поли во и статорот и роторот, трансформирајќи ги во електромагнети. Оваа магнетна врска е важна за претворање на електрична енергија во механичка ротација.

Генерирање на магнетно поле во синхронните мотори

Трифазната алтернативна напојба индуцира алтернативни северни и јужни поли во статорот. Бидејќи напојбата е синусоидна, неговата волнова поларност (позитивна/негативна) се превртува секои половина циклус, што причинува да се алтернатираат северните и јужните поли на статорот. Ова генерира ротирачко магнетно поле во статорот.

Магнетното поле на роторот се устанува со постојана напојба, која фиксира поларноста и креира статично магнетно поле – што значи дека неговите северни и јужни поли остануваат константни.

Ротационалната брзина на магнетното поле на статорот се нарекува синхронна брзина, определена од фреквенцијата на напојбата и бројот на поли на моторот.

Интеракција на магнетните поли во синхронните мотори

Кога се подредат противоположни поли на статорот и роторот, се појавува привлечна сила помеѓу нив, што генерира кружен момент. Моментот, како ротациони еквивалент на сила, го привлачи роторот да следи магнетните поли на статорот.

После секои половин циклус, поларноста на поли на статорот се превртува. Меѓутоа, инерцијата на роторот – неговата тенденција да се противстави на промени во движењето – го одржува неговото положение. Кога се подредат истите поли (север-север или југ-југ), репулзивна сила создава момент во обратна насока.

За да го визуелизирате ова, размислете за 2-полски мотор: во следната слика, противоположните поли на статорот и роторот (N-S или S-N) индуцираат привлечни сили, како што е прикажано.

После половин циклус, полите на статорот се превртуваат. Истиот пол на статорот и роторот се соочуваат, и се развива сила на отфрлање помеѓу нив.

Недвосмерниот момент пулсира роторот само на едно место, и затоа синхронниот мотор не може самостојно да почне.

Механизам на пуштање на синхронните мотори

За да се инициира операцијата, роторот прво се завртува со екстерна драва, подредувајќи го неговата поларност со ротирачкото магнетно поле на статорот. Кога се зацепат поли на статорот и роторот, се генерира двосмерен момент, кој го повлекува роторот да се ротира со синхронната брзина на магнетното поле на статорот.

Кога се синхронизира, моторот работи со константна брзина еднаква на синхронната брзина, која е фиксна од фреквенцијата на напојбата и бројот на поли.