Разлика между синхронен двигател и индукционен двигател

Синхронен двигател срещу индукционен двигател
 

Индукционните и синхронните двигатели са двигатели с променлив ток, използвани за преобразуване на електрическа енергия в механична енергия.

Повече за индукционните двигатели

Въз основа на принципите на електромагнитната индукция, първите индукционни двигатели са изобретени независимо от Никола Тесла (през 1883 г.) и Галилео Ферарис (през 1885 г.). Поради простата си конструкция и здравата употреба и ниските разходи за строителство и поддръжка, индукционните мотори бяха изборът на много други двигатели с променлив ток, за тежко оборудване и машини.

Конструкцията и монтажа на индукционния двигател са прости. Двете основни части на индукционния двигател са статорът и роторът. Статор в индукционния двигател е серия от концентрични магнитни полюси (обикновено електромагнити), а роторът е поредица от затворени намотки или алуминиеви пръти, подредени по начин, подобен на клетка за катерица, оттук и името на ротора на клетката за катерици. Валът за предаване на произведения въртящ момент е през оста на ротора. Роторът е поставен в цилиндричната кухина на статора, но не е електрически свързан с никаква външна верига. Не се използва комутатор или четки или друг свързващ механизъм за подаване на ток към ротора.

Както всеки двигател, той използва магнитни сили, за да завърти ротора. Връзките в намотките на статора са подредени по начин, че противоположните полюси се генерират от точно противоположната страна на статорните бобини. Във фазата на стартиране се създават магнитни полюси, които периодично се изместват по периметъра. Това създава промяна в потока през намотките на ротора и индуцира ток. Този индуциран ток генерира магнитно поле в намотките на ротора и взаимодействието между статорното поле и индуцираното поле задвижва двигателя.

Индукционните двигатели са направени да работят както в еднофазни, така и в многофазни токове, последно за тежкотоварни машини, които изискват голям въртящ момент. Скоростта на индукционните двигатели може да се контролира чрез използване на броя на магнитните полюси в полюса на статора или регулиране на честотата на входния източник на енергия. Плъзгането, което е мярка за определяне на въртящия момент на двигателя, дава индикация за ефективността на двигателя. Намотките на ротора с късо съединение имат малко съпротивление, което води до голям ток, предизвикан за малко приплъзване в ротора; следователно, той произвежда голям въртящ момент.

При максимално възможни условия на натоварване при малки двигатели плъзгането е около 4-6% и 1,5-2% при големите двигатели, следователно индукционните двигатели се смятат за регулиране на скоростта и се считат за двигатели с постоянна скорост. И все пак скоростта на въртене на ротора е по-бавна от честотата на източника на входна мощност.

Повече за синхронния мотор

Синхронен двигател е другият основен тип променлив двигател. Синхронен двигател е проектиран да работи без разлика в скоростта на въртене на вала и честотата на променливотоковия източник; периодът на въртене е интегрално кратно на променливите цикли.

Има три основни типа синхронни двигатели; двигатели с постоянен магнит, хистерезисни и нежелателни двигатели. Постоянните магнити, изработени от неодим-бор-желязо, самарий-кобалт или ферит, се използват като постоянни магнити на ротора. Задвижванията с променлива скорост, при които статорът се захранва от променлива честота, променливо напрежение е основното приложение на двигателите с постоянен магнит. Те се използват в устройства, които се нуждаят от прецизен контрол на скоростта и позицията.

Хистерезисните мотори имат солиден гладък цилиндричен ротор, който е отливан от високо коерцитна магнитна "твърда" кобалтова стомана. Този материал има широк цикъл на хистерезис, тоест след като се намагнетизира в дадена посока, той изисква голямо обратно магнитно поле в обратна посока, за да обърне намагнитването. В резултат на това хистерезисният двигател има ъгъл на изоставане δ, който не зависи от скоростта; той развива постоянен въртящ момент от стартиране до синхронна скорост. Следователно, той се самозапуска и не се нуждае от индукционна намотка, за да го стартира.

Индукционен мотор срещу синхронен двигател

• Синхронните двигатели работят със синхронна скорост (RPM = 120f / p), докато индукционните двигатели работят с по-малка от синхронна скорост (RPM = 120f / p - приплъзване), а при плъзгащ момент на приплъзване приплъзването е почти нулево и приплъзването се увеличава с въртящия момент.

• Синхронните двигатели изискват постоянен ток, за да създадат полето в намотките на ротора; индукционните двигатели не са необходими за подаване на ток към ротора.

• Синхронните двигатели изискват хлъзгащи пръстени и четки, за да свържат ротора към захранването. Индукционните двигатели не изискват хлъзгащи пръстени.

• Синхронните двигатели изискват намотки в ротора, докато индукционните двигатели най-често са конструирани с проводими пръти в ротора или използват късо съединение намотки, за да образуват „клетка за катерици“.