Synchrónne motory

Synchrónny motor je motor, v ktorom sa rotor normálne otáča rovnakou rýchlosťou ako rotačné pole v stroji. Stator je podobný ako u indukčného stroja, ktorý pozostáva z valcového železného rámu s vinutiami, zvyčajne trojfázovými, umiestnenými v drážkach okolo vnútorného obvodu. Rozdiel je v rotore, ktorý normálne obsahuje izolované vinutie pripojené cez zberacie krúžky alebo iné prostriedky na zdroj jednosmerného prúdu (pozriobrázok).

Princíp činnosti synchrónneho motora možno pochopiť tak, že statorové vinutia sú pripojené k trojfázovému zdroju striedavého prúdu. Účinok prúdu statora má za následok vytvorenie magnetického poľa rotujúceho o 120f/potáčky za minútu pri frekvenciifhertz a preppalice. Jednosmerný prúd v ap- vinutie pólového poľa na rotore tiež vytvorí magnetické pole rotujúce rýchlosťou rotora. Ak je rýchlosť rotora rovnaká ako rýchlosť statorového poľa a neexistuje žiadny záťažový moment, tieto dve magnetické polia budú mať tendenciu sa navzájom vyrovnávať. Keď je aplikované mechanické zaťaženie, rotor skĺzne o niekoľko stupňov späť vzhľadom na rotačné pole statora, čím sa vyvíja krútiaci moment a naďalej je priťahovaný týmto rotačným poľom. Uhol medzi poľami sa zväčšuje so zvyšujúcim sa zaťažovacím momentom. Maximálny dostupný krútiaci moment sa dosiahne, keď uhol, o ktorý sa pole rotora zaostáva za poľom statora, je 90 stupňov. Použitie väčšieho záťažového momentu zastaví motor.

Jednou z výhod synchrónneho motora je, že magnetické pole stroja môže byť vytvárané jednosmerným prúdom v budiacom vinutí, takže statorové vinutia musia poskytovať iba výkonovú zložku prúdu vo fáze s aplikovaným statorovým napätím, tj. motor môže pracovať pri jednotnom účinníku. Táto podmienka minimalizuje straty a zahrievanie vo vinutí statora.

Synchrónny motor len s budiacim vinutím prenášajúcim jednosmerný prúd by nebol samospúšťací. Pri akejkoľvek rýchlosti inej ako je synchrónna rýchlosť by jeho rotor zažil oscilačný krútiaci moment s nulovou priemernou hodnotou, keď rotujúce magnetické pole opakovane prechádzalo pomalšie sa pohybujúcim rotorom. Normálne sa k rotoru pridáva skratované vinutie podobné vinutiu indukčného stroja, aby sa zabezpečil rozbehový krútiaci moment. Motor sa spustí, buď s plným alebo zníženým napätím statora, a zvýši sa na približne 95 percent synchrónnych otáčok, zvyčajne so skratovaným vinutím poľa, aby bol chránený pred nadmerným indukovaným napätím. Potom sa aplikuje budiaci prúd a rotor sa ťahá do synchronizácie s otáčavým poľom.