Synkron motor mot induktionsmotor
Både induktionsmotorer och synkronmotorer är växelströmsmotorer som används för att omvandla elektrisk energi till mekanisk energi.
Mer om induktionsmotorer
Baserat på principerna för elektromagnetisk induktion uppfanns de första induktionsmotorerna av Nikola Tesla (1883) och Galileo Ferraris (1885), oberoende av varandra. På grund av sin enkla konstruktion och robusta användning och låga bygg- och underhållskostnader var induktionsmotorer valet framför många andra växelströmsmotorer, för tung utrustning och maskiner.
Konstruktion och montering av induktionsmotorn är enkel. De två huvuddelarna i induktionsmotorn är statorn och rotorn. Stator i induktionsmotorn är en serie koncentriska magnetiska poler (vanligtvis elektromagneter), och rotorn är en serie stängda lindningar eller aluminiumstänger anordnade på ett sätt som liknar en ekorrbur, därav namnet ekorreburrotor. Axeln för att avge det producerade vridmomentet sker genom rotorns axel. Rotorn är placerad i statorn, men inte elektriskt ansluten till någon extern krets. Ingen kommutator eller borstar eller någon annan anslutningsmekanism används för att mata ström till rotorn.
Som vilken motor som helst använder den magnetiska krafter för att rotera rotorn. Anslutningarna i statorspolarna är anordnade på ett sätt så att motsatta poler alstras på exakt motsatt sida av statorspolarna. Vid startfasen skapas magnetiska poler på ett periodiskt skiftande sätt längs omkretsen. Detta skapar en förändring i flödet över lindningarna i rotorn och inducerar en ström. Denna inducerade ström genererar ett magnetfält i rotorlindningarna och interaktionen mellan statorfältet och det inducerade fältet driver motorn.
Induktionsmotorer är gjorda för att fungera i både en- och flerfasströmmar, senare för tunga maskiner som kräver stort vridmoment. Induktionsmotorernas hastighet kan regleras genom att antingen använda antalet magnetpoler i statorpolen eller reglera frekvensen för ingångskällan. Slirningen, som är ett mått för att bestämma motorns vridmoment, ger en indikation på motorns verkningsgrad. De kortslutna rotorlindningarna har litet motstånd, vilket resulterar i en stor ström inducerad för liten glidning i rotorn; därför producerar det ett stort vridmoment.
Vid maximalt möjliga belastningsförhållanden är halten för små motorer cirka 4-6% och 1,5-2% för stora motorer, därför anses induktionsmotorer ha en varvtalsreglering och anses vara motorer med konstant hastighet. Ändå är rotorns rotationshastighet långsammare än ingångseffektkällans frekvens.
Mer om synkron motor
Synkronmotor är den andra stora typen av växelströmsmotor. Synkronmotorn är konstruerad för att fungera utan någon skillnad i axelns rotationshastighet och frekvensen för växelströmskällan rotationsperioden är en integrerad multipel av växelströmscykler.
Det finns tre huvudtyper av synkronmotorer; permanentmagnetmotorer, hysteresmotorer och motståndsmotorer. Permanenta magneter tillverkade av neodym-bor-järn, samarium-kobolt eller ferrit används som permanentmagneter på rotorn. Frekvensomriktare med variabel hastighet, där statorn matas från en variabel frekvens, är variabel spänning huvudapplikationen för permanentmagnetmotorer. Dessa används i enheter som behöver exakt hastighet och positionskontroll.
Hysteresmotorerna har en solid slät cylindrisk rotor som är gjuten av ett magnetiskt “hårt” koboltstål med hög koercivitet. Detta material har en bred hystereslinga, det vill säga när det magnetiseras i en given riktning, kräver det ett stort omvänd magnetfält i motsatt riktning för att vända magnetiseringen. Som ett resultat har hysteresmotorn en fördröjningsvinkel δ, som är oberoende av hastighet; det utvecklar konstant vridmoment från start till synkron hastighet. Därför är den självstartande och behöver inte en induktionslindning för att starta den.
Induktionsmotor vs synkron motor
• Synkronmotorer arbetar med synkron hastighet (RPM = 120f / p) medan induktionsmotorer arbetar med mindre än synkron hastighet (RPM = 120f / p - slip), och glidningen är nästan noll vid noll belastningsmoment och glidningen ökar med lastmomentet.
• Synkronmotorer kräver likström för att skapa fältet i rotorlindningarna. induktionsmotorer krävs inte för att tillföra någon ström till rotorn.
• Synkronmotorer kräver glidringar och borstar för att ansluta rotorn till strömförsörjningen. Induktionsmotorer behöver inte glidringar.
• Synkronmotorer kräver lindningar i rotorn, medan induktionsmotorer oftast är konstruerade med ledningsstänger i rotorn eller använder kortslutna lindningar för att bilda en "ekorrbur".
