Sinhroni motor je AC motor, ki deluje na stalni hitrosti, določeni z frekvenco napajalne napetosti in številom polov. Sinhroni motorji, različno od indukcijskih motorjev, delujejo na sinhroni hitrosti brez klizanja.
Sinhroni motorji se uporabljajo v številnih aplikacijah, vključno z
industrijskimi pogoni,
proizvodnjo električne energije,
sincronnimi kondenzatorji za popravilo faktorja moči in
sistemi natančnega kontrole gibanja.
Sinhroni motorji ohranjajo sinhronnost, ker se rotor (vrtenje) vrti z enakim tempom kot vrtečo magnetno polje statorja.
Hitrost sinhronih motorjev je sorazmerna s frekvenco viru napetosti in obratno sorazmerna z številom polov v motorju.
Zaradi svojih fiksiranih lastnosti sinhronne hitrosti so sinhroni motorji manj učinkoviti pri obdelavi spremenljivih obremenitev kot indukcijski motorji.
Ko sinhroni motor izgubi sinhronnost z virom napetosti, prenehajo delovati učinkovito in morda morajo biti ponovno sinhronizirani, preden jih lahko ponovno zagnamo.
Pomožni naprave, kot so demperna ovitja (ali) začetni motorji, so pogosto uporabljene za poganjanje sinhronih motorjev do sinhronne hitrosti, preden se sinhronizirajo s virom napetosti.
V primerjavi z indukcijskimi motorji sinhroni motorji ponujajo večjo
popravilo faktorja moči,
višjo učinkovitost pod stalnim obremenitvijo in
natančno nadzor hitrosti.
Za delovanje na različnih hitrostih sinhroni motorji potrebujejo zunanje kontrolne sisteme, kot sovariabilni frekvenčni pogoni (VFD).
Sinhroni motor se sestavlja iz statorja, rotora, sistem excitacije in v nekaterih primerih tudi dempernega ovitja ali sistema za začetek.
Sistem excitacije ustvarja magnetno polje z oskrbovanjem rotorskih ovitev z enosmerkim tokom.
To polje se sinhronizira z vrtečim magnetnim poljem statorja, kar omogoča motorju, da deluje na sinhronni hitrosti.
Sinhroni motorji pa na drugi strani odvisni so od sistema excitacije, ki zagotavlja magnetno polje, potrebno za sinhronizacijo z poljem statorja.
Obstajata dva tipa:
DC sistemi excitacije – ki uporabljajo enosmerni tok za oskrbovanje rotora, in
sistemi excitacije z stalnimi magneti – ki uporabljajo stalne magneti v rotorju za generiranje magnetnega polja.
Sinhroni motorji lahko spreminjajo svoj faktor moči z nastavljanjem toka excitacije.
Faktor moči motorja se lahko izboljša ali popravi z spreminjanjem excitacije.
Demperno ovitev pomaga motorju pri začetku, tako da dovoli nekaj zgodnjega klizanja, preden doseže sinhronno hitrost.
Prav tako pomaga pri stabilnosti motorja med nenadnimi spremembami obremenitve.
Sinhroni motorji običajno delujejo na sinhronnih hitrostih in morda niso najboljša rešitev za aplikacije, ki zahtevajo visoko navijanje pri nizkih hitrostih, razen če se uporabijo dodatna ozubenja (ali) spremembe.
Pri sinhronih motorjih regulacija hitrosti pogosto vključuje upravljanje excitacije (ali) spreminjanje frekvence viru napetosti preko variabilnih frekvenčnih pogonov (VFD).
Sinhroni motorji z odpornostjo uporabljajo princip odpornostnega navijanja in imajo poenostavljeno obliko rotora brez ovitev ali magnetov. V primerjavi z običajnimi sinhronnimi motorji imajo potencial za boljšo učinkovitost in enostavnejšo konstrukcijo.
Zaradi sposobnosti ohranjanja sinhronnosti z virom napetosti lahko sinhroni motorji, ki delujejo nad sinhronno hitrostjo, delujejo kot generatorji, pretvarjajo mehanično energijo v električno energijo.
Formula za sinhronno hitrost v okrevinah na minuto (RPM) je
Sinhronna hitrost motorja (RPM) = (120 X Frekvenca) / Število polov
Sinhronna hitrost motorja (RPM) = (120 X f)/P
Število polov v sinhronnem motorju je določeno z dizajnom in konstrukcijo motorja. To je fiksna značilnost, ki jo določi proizvajalec.
V aplikacijah, ki zahtevajo konstantno hitrost in odlično učinkovitost, kot so
industrijske črpalki,
ščipalki, ventilatori in
določeni tipi industrijske opreme,
sinhroni motorji
so izbrani.
Kot obremenitve je kotna razlika med magnetnima polji statorja in rotora.
Pravilna nastavitev kota obremenitve je ključna za učinkovitost in sinhronnost motorja.
Sinhroni motorji, znani kot sinhronni kondenzatorji, lahko delujejo v načinu pogona in hkrati generirajo električno energijo v omrežje kot generatorji v določenih pogoji.
Za zmanjšanje lova ali nestabilnosti v sinhronnih motorjih se uporabljajo različni sistemi kontrole in stabilizacijske tehnologije, kot so
Avtomatski regulatorji napetosti (AVRs) &
Stabilizatorji električnega sistema (PSS),
ki so uporabljeni.