En synkron motor er en vekselstrøm motor som kjører med konstant hastighet angitt av strømkildens frekvens og antall poler. I motsetning til induksjonsmotorer, opererer synkronmotorer på synkron hastighet uten glipp.
Synkronmotorer brukes i en rekke anvendelser, inkludert
Industrielle drev,
Kraftproduksjon
Synkron kondensatorer for effektfaktorkorreksjon, og
Nøyaktige bevegelseskontrollsystemer.
Synkronmotorer beholder synkronisering siden roteren roterer (rotering) med samme hastighet som stators rotasjonende magnetfelt.
En synkron motors hastighet er proporsjonal med kildens frekvens og omvendt proporsjonal med antallet poler i motoren.
På grunn av deres faste synkron hastighetskarakteristika, er synkronmotorer mindre effektive i å håndtere variere belastninger enn induksjonsmotorer.
Når en synkron motor mister synkronisering med strømkilden, slutter den å fungere effektivt og kan måtte resynkroniseres før den kan startes på nytt.
Hjelpemidler som dempe vindinger (eller) startmotorer brukes ofte for å få synkronmotorer opp til synkron hastighet før synkronisering med strømkilden.
Sammenlignet med induksjonsmotorer, gir synkronmotorer større
Effektfaktorkorreksjon,
Høyere effektivitet under konstant belastning, og
Presis hastighetskontroll.
For å kjøre med ulike hastigheter, trenger synkronmotorer eksterne kontrollsystemer somfrekvensvarierte drev (VFDs).
En synkron motor består av en stator, en roter, et oppladningsystem, og i noen tilfeller, en dempe vindings eller en startmekanisme.
Oppladningsystemet genererer et magnetfelt ved å levere direkte strøm til rotorvindinger.
Dette feltet synkroniseres med det roterende magnetfeltet i stator, noe som lar motoren kjøre med synkron hastighet.
Synkronmotorer, på den andre siden, er avhengig av oppladningsystemet for å gi det magnetfeltet som kreves for synkronisering med statorfeltet.
Det finnes to typer:
DC-oppladningsystemer – som bruker DC-strøm for å drive roteren, og
Permanent magnetoppladningsystemer – som bruker permanente magneter i roteren for å generere magnetfeltet.
Ved å justere oppladningsstrømmen, kan synkronmotorer endre sin effektfaktor.
Effektfaktoren til motoren kan forbedres eller rettes ved å endre oppladingen.
Dempe vindingen hjelper motoren med å starte ved å tillate litt tidlig glipp før den når synkron hastighet.
Den bidrar også til motorens stabilitet under uventede belastningsvariasjoner.
Synkronmotorer fungerer normalt på synkron hastigheter og kan ikke være den beste løsningen for applikasjoner som krever høyt dreiemoment ved lav hastighet, med mindre ekstra gearing (eller) modifikasjoner brukes.
I synkronmotorer involverer hastighetsregulering ofte kontroll av opplading (eller) endring av frekvensen i strømforsyningen via frekvensvarierte drev (VFDs).
Synkronreluktansmotorer bruker prinsippet om reluktanstrekk og har en forenklet roterform uten vindinger eller magneter. De har potensial for bedre effektivitet og enklere konstruksjon sammenlignet med tradisjonelle synkronmotorer.
På grunn av evnen til å beholde synkronisering med strømforsyningen, kan synkronmotorer som fungerer over synkron hastighet virke som generatorer, omformer den mekaniske energien til elektrisk energi.
Formelen for synkron hastighet i omdreininger per minutt (RPM) er
Synkron Motor Hastighet (RPM) = (120 X Frekvens) / Antall Poler
Synkron Motor Hastighet (RPM) = (120 X f)/P
Antallet poler i en synkron motor styres av motorens design og konstruksjon. Det er en fast egenskap som produsenten spesifiserer.
I anvendelser som krever konstant hastighet og god effektivitet, som
Industrielle pumper,
Kompressorer, ventilatorer, og
Visse typer industrielle maskiner,
velges synkronmotorer.
Lastvinkelen er den vinkelrette forskjellen mellom de magnetiske feltene i stator og roter.
Riktig justering av lastvinkelen er viktig for motorens effektivitet og synkronisering.
Synkronmotorer, kjent som synkron kondensatorer, kan fungere i drivetilstand mens de også genererer elektrisk kraft til nettet som generatorer i visse situasjoner.
For å redusere jakt eller ustabilitet i synkronmotorer, brukes flere kontrollsystemer og stabiliserende teknologier, som
Automatiske spenningsregulatorer (AVRs) &
Strømsystemstabilisatorer (PSSs),
Optimalisering av oppladningskontrollsystemet påvirker motorens effektivitet, stabilitet, og reaksjon på variere belastninger, samt dens effektfaktor.