En synkronmotor er en AC-motor, der kører med en konstant hastighed, som er angivet af strømforsyningsfrekvensen og antallet af poler. Imidlertid kører synkronmotorer i modsætning til induktionsmotorer med synkronhastighed uden slip.
Synkronmotorer bruges i en række applikationer, herunder
Industrielle drev,
Energifremstilling
Strømfaktorrettede synkron kondensatorer, og
Præcise bevægelseskontrolsystemer.
Synkronmotorer opretholder synkronisme, da roteren roterer (rotation) med samme hastighed som stators roterende magnetfelt.
En synkronmotors hastighed er proportionel med strømforsyningens frekvens og omvendt proportional med antallet af poler i motoren.
På grund af deres fastsatte synkronhastigheds-karakteristika, er synkronmotorer mindre effektive til at håndtere variabel belastning end induktionsmotorer.
Når en synkronmotor mister synkronisme med strømforsyningen, stopper den med at fungere effektivt og måske skal gen-synkroniseres, før den kan startes igen.
Hjælpeenheder som demper vindinger (eller) startmotorer bruges ofte for at få synkronmotorer op til synkronhastighed, inden de synkroniseres med strømforsyningen.
I forhold til induktionsmotorer giver synkronmotorer større
Strømfaktorkorrektion,
Højere effektivitet under konstant belastning, og
Præcis hastighedsregulering.
For at køre på variabel hastighed, har synkronmotorer brug for eksterne kontrolsystemer som variable frekvensdrivere (VFDs).
En synkronmotor består af en stator, en roter, et excitationsystem, og i nogle tilfælde en demper vindings eller en startmekanisme.
Excitationsystemet genererer et magnetfelt ved at levere direkte strøm til roterwindinger.
Dette felt synkroniseres med det roterende magnetfelt i stator, hvilket tillader, at motoren kører med en synkronhastighed.
Synkronmotorer, på den anden side, afhænger af excitationsystemet for at give det magnetfelt, der er nødvendigt for synkronisme med statorfeltet.
Der er to typer:
DC-excitationsystemer – der bruger DC-strøm til at drage roteren, og
Permanent magnet excitationsystemer – der bruger permanente magneter i roteren for at generere magnetfeltet.
Ved at justere excitationsstrømmen, kan synkronmotorer ændre deres strømfaktor.
Motorens strømfaktor kan forbedres eller rettes ved at ændre excitationen.
Demper vindingen hjælper motoren med at starte ved at tillade nogle tidlig slip, inden den når synkronhastighed.
Den hjælper også med motorens stabilitet under uventede belastningsfluktueringer.
Synkronmotorer fungerer normalt med synkronhastigheder og kan ikke være den bedste løsning for applikationer, der kræver højt drejmoment ved lave hastigheder, medmindre yderligere gearing (eller) modifikationer anvendes.
I synkronmotorer involverer hastighedsregulering ofte regulering af excitation (eller) ændring af frekvensen af strømforsyningen via variable frekvensdrivere (VFDs).
Synkronreluctansmotorer benytter principperne for reluctanstorque og har en forenklet rotorform uden vindinger eller magneter. I forhold til typiske synkronmotorer har de potentiale for øget effektivitet og enklere konstruktion.
På grund af dens evne til at opretholde synkronisme med strømforsyningen, kan synkronmotorer, der kører over synkronhastighed, fungere som generatorer, der omdanner mekanisk energi til elektrisk energi.
Formlen for synkronhastighed i RPM er
Synkronmotor Hastighed (RPM) = (120 X Frekvens) / Antal Poler
Synkronmotor Hastighed (RPM) = (120 X f)/P
Antallet af poler i en synkronmotor styres af motorens design og konstruktion. Det er en fastlagt egenskab, som fabrikanten angiver.
I applikationer, der kræver konstant hastighed og fremragende effektivitet, såsom
Industrielle pumper,
Kompressorer, ventilatorer, og
Visse typer industrielle maskiner,
Synkronmotorer
vælges.
Lastvinklen er den vinkel, der skiller de magnetiske felter i stator og roter.
Korrekt justering af lastvinklen er afgørende for motorens effektivitet og synkronisme.
Synkronmotorer, kendt som synkronkondensatorer, kan fungere i driftsmodus, mens de også genererer elektrisk strøm til nettet som generatorer i specifikke betingelser.
For at minimere jagt eller ustabilitet i synkronmotorer, anvendes flere kontrolsystemer og stabiliserende teknologier, som
Automatiserede Spændingsregulatører (AVRs) &
Stabiliseringssystemer for strømsystemer (PSSs),
bliver anvendt.
Optimering af excitationskontrollsystemet påvir