Silnik synchroniczny vs silnik indukcyjny
Zarówno silniki indukcyjne, jak i silniki synchroniczne są silnikami prądu przemiennego używanymi do przekształcania energii elektrycznej w energię mechaniczną.
Więcej informacji o silnikach indukcyjnych
Opierając się na zasadach indukcji elektromagnetycznej, pierwsze silniki indukcyjne zostały wynalezione niezależnie przez Nikolę Teslę (w 1883 r.) I Galileo Ferraris (w 1885 r.). Ze względu na prostą konstrukcję i solidne użytkowanie oraz niskie koszty budowy i konserwacji, silniki indukcyjne były wybierane spośród wielu innych silników prądu przemiennego do ciężkiego sprzętu i maszyn.
Budowa i montaż silnika indukcyjnego są proste. Dwie główne części silnika indukcyjnego to stojan i wirnik. Stojan w silniku indukcyjnym to szereg koncentrycznych biegunów magnetycznych (zwykle elektromagnesów), a wirnik to szereg zamkniętych uzwojeń, czyli aluminiowych prętów ułożonych w sposób podobny do klatki wiewiórkowej, stąd nazwa wirnik klatkowy. Wał dostarczający wytworzony moment obrotowy przechodzi przez oś wirnika. Wirnik jest umieszczony w cylindrycznej wnęce stojana, ale nie jest elektrycznie połączony z żadnym obwodem zewnętrznym. Żaden komutator, szczotki ani inny mechanizm łączący nie jest używany do dostarczania prądu do wirnika.
Jak każdy silnik, wykorzystuje siły magnetyczne do obracania wirnika. Połączenia w cewkach stojana są ułożone w taki sposób, że przeciwległe bieguny są generowane dokładnie po przeciwnej stronie cewek stojana. W fazie rozruchu bieguny magnetyczne są tworzone okresowo przesuwając się wzdłuż obwodu. Powoduje to zmianę strumienia przez uzwojenia w wirniku i indukuje prąd. Ten indukowany prąd generuje pole magnetyczne w uzwojeniach wirnika, a oddziaływanie między polem stojana a polem indukowanym napędza silnik.
Silniki indukcyjne są przystosowane do pracy zarówno przy prądach jednofazowych, jak i wielofazowych, przy czym te ostatnie są przeznaczone do ciężkich maszyn, które wymagają dużego momentu obrotowego. Prędkość silników indukcyjnych można kontrolować za pomocą liczby biegunów magnetycznych w biegunie stojana lub regulując częstotliwość wejściowego źródła zasilania. Poślizg, który jest miarą określania momentu obrotowego silnika, wskazuje na sprawność silnika. Zwarte uzwojenia wirnika mają małą rezystancję, co powoduje duży prąd indukowany przy małym poślizgu w wirniku; dlatego wytwarza duży moment obrotowy.
W warunkach maksymalnego możliwego obciążenia poślizg dla małych silników wynosi około 4-6%, a dla dużych 1,5-2%, stąd uważa się, że silniki indukcyjne mają regulację prędkości i są uważane za silniki o stałej prędkości. Jednak prędkość obrotowa wirnika jest mniejsza niż częstotliwość wejściowego źródła zasilania.
Więcej o silniku synchronicznym
Silnik synchroniczny to drugi główny typ silnika prądu przemiennego. Silnik synchroniczny jest zaprojektowany do pracy bez różnicy prędkości obrotowej wału i częstotliwości prądu źródła prądu przemiennego; okres rotacji jest całkowitą wielokrotnością cykli prądu przemiennego.
Istnieją trzy główne typy silników synchronicznych; silniki z magnesami trwałymi, silniki histerezy i silniki reluktancyjne. Magnesy trwałe wykonane z neodymu-boru-żelaza, samaru-kobaltu lub ferrytu są używane jako magnesy trwałe na wirniku. Napędy o zmiennej prędkości, w których stojan jest zasilany ze zmiennego napięcia i zmiennego napięcia, są głównym zastosowaniem silników z magnesami trwałymi. Stosowane są w urządzeniach wymagających precyzyjnej kontroli prędkości i położenia.
Silniki histerezowe mają solidny, gładki cylindryczny wirnik odlany z magnetycznej „twardej” stali kobaltowej o wysokiej koercji. Materiał ten ma szeroką pętlę histerezy, to znaczy po namagnesowaniu w danym kierunku wymaga dużego odwrotnego pola magnetycznego w przeciwnym kierunku, aby odwrócić namagnesowanie. W rezultacie silnik histerezy ma kąt opóźnienia δ, który jest niezależny od prędkości; rozwija stały moment obrotowy od rozruchu do prędkości synchronicznej. Dlatego uruchamia się samoczynnie i nie potrzebuje uzwojenia indukcyjnego, aby go uruchomić.
Silnik indukcyjny vs silnik synchroniczny
• Silniki synchroniczne pracują z prędkością synchroniczną (RPM = 120f / p), podczas gdy silniki indukcyjne pracują z prędkością mniejszą niż synchroniczna (RPM = 120f / p - poślizg), a poślizg jest prawie zerowy przy zerowym momencie obciążenia, a poślizg rośnie wraz z momentem obciążenia.
• Silniki synchroniczne wymagają prądu stałego do wytworzenia pola w uzwojeniach wirnika; Silniki indukcyjne nie muszą dostarczać prądu do wirnika.
• Silniki synchroniczne wymagają pierścieni ślizgowych i szczotek do podłączenia wirnika do zasilania. Silniki indukcyjne nie wymagają pierścieni ślizgowych.
• Silniki synchroniczne wymagają uzwojenia w wirniku, podczas gdy silniki indukcyjne są najczęściej konstruowane z prętami przewodzącymi w wirniku lub wykorzystują zwarte uzwojenia do utworzenia „klatki wiewiórczej”.
