Una característica dels motors elèctrics síncrons és que el flux magnètic i el rotor tenen la mateixa velocitat de rotació. Per aquest motiu, el rotor d'un motor elèctric no canvia la seva velocitat quan la càrrega augmenta. Hi ha un bobinatge al rotor que crea un camp magnètic.
De vegades s'utilitzen imants permanents potents. Normalment a les màquines síncrones hi ha tants bobinatges al rotor com a l'estator. Així que resulta igualar la velocitat de rotació del flux magnètic i del rotor. La càrrega que està connectada al motor no afecta gens la velocitat.
Disseny de motor elèctric
El dispositiu d'un motor síncron consta dels elements següents:
- La part fixa és l'estator, on es troben els bobinatges.
- Rotor mòbil, de vegades anomenat inductor o armadura.
- Tapes frontal i posterior.
- Coixinets muntats al rotor.
Hi ha espai lliure entre l'induït i l'estator. Els bobinatges es col·loquen a les ranures, estan connectatsestrella. Tan bon punt s'aplica tensió al motor, el corrent comença a fluir pel bobinatge de l'induït. Al voltant de l'inductor es forma un camp magnètic. Però l'estator també està energitzat. I aquí és on entra el flux magnètic. Aquests camps estan compensats entre si.
Com funciona un motor síncron
A les màquines síncrones, els electroimants de l'estator són pols, ja que funcionen amb corrent continu. En total, hi ha dos esquemes pels quals es connecten els bobinatges de l'estator:
- Salifol.
- Pol implícit.
Per tal de reduir la resistència magnètica i optimitzar les condicions de pas del camp, s'utilitzen nuclis de ferroimants. Estan disponibles tant a l'estator com al rotor.
Estan fets de graus especials d'acer elèctric, que conté una gran quantitat d'elements com el silici. Amb això, és possible reduir significativament el corrent de Foucault, així com augmentar la resistència elèctrica del metall.
El funcionament dels motors elèctrics síncrons es basa en la interacció dels pols de l'estator i el rotor. En començar, s'accelera a la velocitat del flux. És en aquestes condicions que el motor elèctric funciona en mode síncron.
Mètode d'arrencada amb motor elèctric auxiliar
Abans s'utilitzaven motors d'arrencada especials, que es connectaven al motor mitjançant dispositius mecànics (transmissió per corretja, cadena, etc.). Durant la posada en marxa, el rotor va començar a girar i, accelerant gradualment,va arribar a la velocitat síncrona. Després d'això, el propi motor va començar a funcionar. Aquest és exactament el principi de funcionament d'un motor síncron, independentment del disseny i del fabricant.
Un requisit previ és que el motor d'arrencada ha de tenir una potència d'aproximadament el 15% de la del motor accelerat. Aquesta potència és suficient per engegar qualsevol motor síncron, encara que hi hagi una petita càrrega connectada. Aquest mètode és força complicat i el cost de tot l'equip augmenta molt.
Mètode de llançament modern
Els dissenys moderns de motors síncrons no estan equipats amb aquests circuits d'overclocking. S'està utilitzant un sistema de disparador diferent. Aproximadament d'aquesta manera s'encén la màquina síncrona:
- Amb l'ajuda d'un reòstat, es tanquen els bobinatges del rotor. Com a resultat, l'induït es fa curtcircuit, com en els motors d'inducció simples.
- El rotor també té un enrotllament de gàbia d'esquirol que és calmant i evita que l'armadura oscil·li durant la sincronització.
- Tan aviat com l'induït arriba a la seva velocitat de rotació mínima, es connecta corrent continu als seus bobinatges.
- Si s'utilitzen imants permanents, s'han d'utilitzar motors d'arrencada externs.
Hi ha motors elèctrics síncrons criogènics que utilitzen un disseny de tipus invers. Els bobinatges d'excitació estan fets dematerials superconductors.
Avantatges de les màquines síncrones
Els motors asíncrons i síncrons tenen dissenys molt similars, però encara hi ha diferències. En aquest últim hi ha un clar avantatge en què l'excitació es produeix des d'una font de corrent continu. En aquest cas, el motor pot funcionar amb un factor de potència molt elevat. També hi ha altres avantatges dels motors síncrons:
- Funcionen a un ritme inflat. Això us permet reduir el consum d'energia i també redueix significativament les pèrdues de corrent. L'eficiència d'una màquina síncrona serà molt superior a la d'un motor asíncron amb la mateixa potència.
- El parell depèn directament de la tensió a la xarxa. Encara que la tensió a la xarxa disminueixi, la potència es mantindrà.
Però tot i així, les màquines asíncrones s'utilitzen molt més sovint que les síncrones. El cas és que tenen una gran fiabilitat, un disseny senzill, no requereixen manteniment addicional.
Inconvenients dels motors síncrons
Resulta que les màquines síncrones tenen molts més inconvenients. Aquests són només els principals:
- El circuit d'un motor síncron és força complex, està format per un gran nombre d'elements. És per aquest motiu que el cost del dispositiu és molt elevat.
- Assegureu-vos d'utilitzar una font constant per alimentar l'inductoractual. Això complica molt tota la construcció.
- El procediment per engegar un motor elèctric és força complicat que per a màquines asíncrones.
- Només es pot ajustar la velocitat del rotor utilitzant convertidors de freqüència.
En general, els avantatges superen significativament els desavantatges dels motors síncrons. Per aquest motiu, s'utilitzen molt sovint quan cal dur a terme un procés de producció continu i continu, on no cal aturar i posar en marxa l'equip amb freqüència. Les màquines síncrones es poden trobar en molins, trituradores, bombes, compressors. Poques vegades s'apaguen, funcionen gairebé constantment. Mitjançant l'ús d'aquests motors, es poden aconseguir estalvis energètics importants.
