Delovanje sinhronnega motorja

Struktura in vzbuđevanje sinhronih motorjev

Sinhroni motor se sestoji iz dveh glavnih komponent: statorja (stalnega dela) in rotorja (vrtinčnega dela). Stator je energiziran z trofaznim strmi tokom, medtem ko je rotor vzbužen z enosmernim tokom.

Načelo vzbuđevanja:
Vzbuđevanje se nanaša na proces indukcije magnetnih polj v statorju in rotorju, ki jih preoblikuje v elektromagnet. Ta magnetna povezanost je ključna za pretvorbo električne energije v mehansko vrtenje.

Generiranje magnetnega polja v sinhronih motorjih

Trofazni strmi tok inducira menjajoče severne in južne pole v statorju. Ker je oskrba sinusna, se njena valovna polarnost (pozitivna/negativna) obrne vsakih pol cikla, kar povzroča menjavo severnih in južnih polov statorja. To generira vrtečo se magnetno polje v statorju.

Magnetno polje rotorja je ustanovljeno z enosmernim tokom, ki fiksira polarnost in ustvari stacionarno magnetno polje – to pomeni, da njegovi severni in južni poli ostanejo konstantni.

Vrtenjska hitrost magnetnega polja statorja se imenuje sinhrona hitrost, določena z frekvenco oskrbe in številom polov motorja.

Interakcija magnetnih polov v sinhronih motorjih

Ko se nasprotni poli statorja in rotorja poravnata, se pojavi privlačna sila med njimi, ki generira protismeren navor. Navor, kot rotacijski ekvivalent sile, pogaja rotor, da sledi magnetnim polom statorja.

Po vsakem pol cikla se polarnost polov statorja obrne. Vendar pa inkercija rotorja – njegova tendenca, da odpora spremembam gibanja – ohranja njegovo lego. Ko so podobni poli (sever-sever ali jug-jug) poravnani, repulzivna sila ustvari smeren navor.

Za vizualizacijo toga upoštevajte 2-polni motor: na spodnji sliki so nasprotni poli statorja in rotorja (N-S ali S-N) inducirali privlačne sile, kot je prikazano.

Po pol cikla se poli na statorju obrnejo. Isti pol statorja in rotorja se soočata, in med njimi se razvije sila odpora.

Nenavpični navor pulsira le na enem mestu rotorja in zaradi tega sinhroni motor ni samozagon.

Zagon sinhronih motorjev

Za začetek delovanja je rotor najprej vrtan z zunanjo pogonom, ki poravnava njegovo polarnost z vrtečim se magnetnim poljem statorja. Ko se poli statorja in rotorja interkirirajo, se generira navpični navor, ki potiska rotor, da vrtenjuje z sinhrono hitrostjo polja statorja.

Ko je sinhroniziran, motor teče z stalno hitrostjo, enako sinhroni hitrosti, ki jo določa frekvenca oskrbe in število polov.