Radni princip sinhronog motora

Struktura i pobuđenje sinkronih motora

Sinkroni motor sastoji se od dva glavna komponenta: statora (stalnog dela) i rotora (vrtećeg dela). Stator se snabdeva trofaznim strujnim naponom, dok se rotor pobuđuje jednofaznim strujnim naponom.

Princip pobuđenja:
Pobuđenje se odnosi na proces indukcije magnetskih polja u statoru i rotoru, pretvarajući ih u elektromagneze. Ova magnetska veza je neophodna za prebacivanje električne energije u mehaničko vrtenje.

Generisanje magnetskog polja u sinkronim motorima

Trofazni strujni napon indukuje alternirajuće sjeverne i južne pole u statoru. Budući da je napon sinusoidalni, njegova talasna polaritet (pozitivna/negativna) menja se svakih pola ciklusa, što dovodi do alterniranja sjevernih i južnih polova statora. Ovo generiše vrteće magnetsko polje u statoru.

Magnetsko polje rotora postavlja se pomoću jednofaznog strujnog napona, koji fiksira polaritet i stvara stalno magnetsko polje — što znači da njegovi sjeverni i južni polovi ostaju konstantni.

Brzina vrtnog magnetskog polja statora naziva se sinkronska brzina, koja se određuje frekvencijom isporuke i brojem polova motora.

Interakcija magnetskih polova u sinkronim motorima

Kada se suprotni polovi statora i rotora poravnaju, nastaje privlačna sila između njih, generišući protusmjeran moment. Moment, kao rotacioni ekvivalent sile, pokreće rotor da prati magnetske pole statora.

Nakon svakog pola ciklusa, polaritet polova statora se okrece. Međutim, inercija rotora — njegova tendencija da otpire promjenama u kretanju — održava njegov položaj. Kada se isti polovi (sjever-sjever ili jug-jug) poravnaju, odbojna sila stvara smjeroviti moment.

Da biste to vizualizirali, razmotrite motor sa dva pola: na slici ispod, suprotni polovi statora i rotora (N-S ili S-N) indukuju privlačne sile, kao što je prikazano.

Nakon pola ciklusa, polovi na statoru se okrenu. Ista pola statora i rotora su jedno pred drugim, i razvija se sila odbijanja između njih.

Neneprekidni moment pulsira rotor samo na jednom mestu, zbog čega sinkroni motor nije samostalno pokretni.

Mehanizam pokretanja sinkronih motora

Za pokretanje, rotor se prvo okreće vanjskim pogonom, poravnavaći njegovu polaritet sa vrtećim magnetskim poljem statora. Kako se polovi statora i rotora zaključavaju, generiše se unidirektni moment, povlačeći rotor da vrati na sinkronoj brzini magnetskog polja statora.

Nakon sinhronizacije, motor radi na konstantnoj brzini jednako sinkronoj brzini, koja je fiksirana frekvencijom isporuke i brojem polova.