Synchronní motor je střídavý motor, který běží konstantní rychlostí určenou frekvencí zdroje energie a počtem pólů. Synchronní motory, na rozdíl od indukčních motorů, pracují s synchronní rychlostí bez prokluzu.
Synchronní motory se používají v mnoha aplikacích, včetně
Průmyslové pohony,
Výroba elektrické energie
Synchronní kondenzery k opravě faktoru využití a
Přesné systémy řízení pohybu.
Synchronní motory udržují synchronizaci, protože rotor se otáčí stejnou rychlostí jako rotující magnetické pole statoru.
Rychlost synchronního motoru je úměrná frekvenci zdroje energie a nepřímo úměrná počtu pólů motoru.
Díky svým charakteristikám synchronní rychlosti jsou synchronní motory méně efektivní při zpracování měnících se zatížení než indukční motory.
Pokud synchronní motor ztratí synchronizaci s zdrojem energie, přestane efektivně pracovat a může být nutné ho znovu synchronizovat, než lze jej restartovat.
K rozběhu synchronních motorů na synchronní rychlost se často používají pomocné zařízení, jako jsou tlumičové vinutí (nebo) startovací motory, před synchronizací s zdrojem energie.
Oproti indukčním motorům synchronní motory poskytují větší
opravu faktoru využití,
vyšší efektivitu při konstantním zatížení a
přesné řízení rychlosti.
Pro běh různými rychlostmi potřebují synchronní motory externí řídicí systémy, jako jsouproměnnofrekvenční řídící jednotky (VFD).
Synchronní motor se skládá ze statoru, rotoru, excitačního systému a v některých případech také tlumičového vinutí nebo startovacího mechanismu.
Excitační systém generuje magnetické pole tím, že přivádí stejnosměrný proud do vinutí rotoru.
Tohle pole se synchronizuje s rotujícím magnetickým polem statoru, což umožňuje motoru běžet s synchronní rychlostí.
Synchronní motory naopak spoléhají na excitační systém, aby poskytl magnetické pole potřebné pro synchronizaci s polem statoru.
Existují dva typy:
DC excitační systémy – které používají stejnosměrný proud k napájení rotoru, a
Permanenty magnetické excitační systémy – které využívají permanentní magnety v rotoru k generování magnetického pole.
Úpravou excitačního proudu mohou synchronní motory upravit svůj faktor využití.
Faktor využití motoru lze zlepšit nebo opravit změnou excitačního proudu.
Tlumičové vinutí pomáhá motoru při startu, umožňuje nějaký počáteční prokluz před dosažením synchronní rychlosti.
Také pomáhá stabilizovat motor při neočekávaných fluktuacích zatížení.
Synchronní motory obvykle pracují s synchronní rychlostí a nemusí být nejlepším řešením pro aplikace vyžadující vysoké točivé momenty při nízkých rychlostech, pokud nejsou použity dodatečné ozubení (nebo) úpravy.
Řízení rychlosti synchronních motorů často zahrnuje správu excitačního systému (nebo) úpravu frekvence zdroje energie prostřednictvím proměnnofrekvenčních řídících jednotek (VFD).
Synchronní reluctanční motory využívají princip reluctančního točivého momentu a mají zjednodušenou tvar rotoru bez vinutí nebo magnetů. Oproti běžným synchronním motorům mají potenciál k lepší efektivitě a jednodušší konstrukci.
Díky své schopnosti udržovat synchronizaci se zdrojem energie mohou synchronní motory, které pracují nad synchronní rychlostí, fungovat jako generátory, přeměňují mechanickou energii na elektrickou energii.
Vzorec pro výpočet synchronní rychlosti v otáčkách za minutu (ot/min) je
Synchronní rychlost (ot/min) = (120 X Frekvence) / Počet pólů
Synchronní rychlost (ot/min) = (120 X f)/P
Počet pólů v synchronním motoru je určen konstrukcí a designem motoru. Je to pevně daná vlastnost, kterou specifikuje výrobce.
V aplikacích vyžadujících konstantní rychlost a vynikající efektivitu, jako jsou
Průmyslové čerpadlo,
Komprese, ventilátory a
Určité druhy průmyslového strojního zařízení,
Synchronní motory
jsou preferovány.
Úhel zatížení je úhlový rozdíl mezi magnetickými poli statoru a rotoru.
Správná úprava úhlu zatížení je klíčová pro efektivitu a synchronizaci motoru.
Synchronní motory, známé jako synchronní kondenzery, mohou pracovat v režimu pohonu a zároveň generovat elektrickou energii do sítě jako generátory v určitých podmínkách.
K minimalizaci hnutí nebo nestability synchronních motorů se používají různé řídící systémy a stabilizační technologie, jako jsou
Automatizované regulátory napětí (AVRs) a
Stabilizátory elektrické síti (PSSs).