Synchronní elektromotor: vlastnosti, konstrukce a princip činnosti – OOO SZEMO Elektrodvigatel

Synchronní elektromotor je zařízení, které přeměňuje elektrickou energii na mechanickou energii. Může být také použit jako generátor. Nejčastěji se používá v kompresorech, válcovacích strojích, pístových čerpadlech a dalších podobných zařízeních. Uvažujme o principu činnosti synchronního elektromotoru, jeho charakteristikách a vlastnostech.

Zařízení synchronního elektromotoru

Struktura tohoto typu jednotky je typická. Motor se skládá z:

• Pevná část (kotva nebo stator).
• Pohyblivá část (rotor nebo induktor).
• Větrák.
• Skluzové kroužky.
• Štětec.
• Patogen.

Stator je jádro sestávající z vinutí, které je uzavřeno v pouzdře. Induktor je vybaven stejnosměrnými elektromagnety (póly). Konstrukce induktoru může být dvou typů – vyčnívající pól a nevyčnívající pól. Stator a rotor obsahují feromagnetická jádra ze speciální elektrotechnické oceli. Jsou nezbytné pro snížení magnetického odporu a zlepšení průchodu magnetického toku.

Rychlost rotoru u synchronního motoru se rovná rychlosti magnetického pole. Bez ohledu na připojenou zátěž zůstává frekvence rotoru nezměněna, protože počet pólových párů magnetického pole a rotoru je stejný. Jejich vzájemné působení zajišťuje konstantní úhlovou rychlost, nezávislou na kroutícím momentu působícím na hřídel.

Princip činnosti synchronního elektromotoru

Nejběžnější typy takových jednotek jsou jednofázové a třífázové. Princip činnosti synchronního elektromotoru je v obou případech přibližně stejný. Po připojení vinutí kotvy k síti zůstává rotor v klidu, zatímco do budícího vinutí proudí stejnosměrný proud. Směr elektromagnetického momentu se během jedné změny napětí změní dvakrát. Když je průměrná hodnota točivého momentu nula, rotor pod vlivem vnějšího točivého momentu (mechanický náraz) zrychlí na frekvenci blízkou hodnotě frekvence rotace magnetického pole v mezeře, načež se motor přepne na synchronní režimu.

V třífázovém zařízení jsou vodiče umístěny v určitém úhlu vůči sobě navzájem. Je v nich vybuzeno elektromagnetické pole rotující synchronní rychlostí.

Zrychlení motoru lze provádět ve dvou režimech:

• Asynchronní. Vinutí induktoru je uzavřeno pomocí reostatu. Rotující magnetické pole, které vzniká při zapnutí napětí, prochází zkratovaným vinutím namontovaným na rotoru. Indukují se v něm proudy a interagují s točivým polem statoru. Jakmile je dosaženo synchronních otáček, točivý moment začne klesat a po uzavření magnetického pole se sníží na nulu.
• S pomocným motorem. K tomu je synchronní motor mechanicky spojen s pomocným motorem (stejnosměrný motor nebo třífázový indukční motor). Stejnosměrný proud je dodáván až poté, co motor dosáhne téměř synchronních otáček. Magnetické pole je uzavřeno a komunikace s pomocným motorem je ukončena.

Charakteristika synchronního elektromotoru

Přestože jsou asynchronní motory považovány za spolehlivější a levnější, jejich synchronní „bratři“ mají určité výhody a jsou široce používány v různých průmyslových odvětvích. Charakteristické vlastnosti synchronního elektromotoru zahrnují:

• Provoz při vysokém účiníku.
• Vysoká účinnost ve srovnání s asynchronním zařízením stejného výkonu.
• Udržuje nosnost i při poklesu síťového napětí.
• Konstantní rychlost otáčení bez ohledu na mechanické zatížení hřídele.
• Ekonomické.

Synchronní motory mají také některé nevýhody:

• Design je poměrně složitý, což prodražuje jejich výrobu.
• Požadavek na stejnosměrný zdroj (budič nebo usměrňovač).
• Obtížnost startu.
• Nutnost upravit úhlovou rychlost změnou frekvence napájecího napětí.

V některých případech je však výhodnější použití synchronních motorů:

• Pro zlepšení účiníku.
• V dlouhodobých technologických procesech, kde není potřeba časté spouštění a zastavování.

„Pro“ motorů tohoto typu tedy výrazně převažují „nevýhody“, a proto jsou v současnosti velmi žádané.

Po prostudování synchronního motoru, struktury a principu jeho činnosti a při zohlednění podmínek, ve kterých bude provozován, můžete rychle a snadno vybrat typ jednotky, který je optimální pro vaše účely (chráněný, uzavřený, otevřený) a používejte jej s maximální účinností.