Synkronmotor vs 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 konstruktions- och underhållskostnader var induktionsmotorer valet framför många andra AC-motorer, för tung utrustning och maskiner.
Konstruktion och montering av induktionsmotorn är enkel. De två huvuddelarna av induktionsmotorn är statorn och rotorn. Statorn i induktionsmotorn är en serie koncentriska magnetiska poler (vanligtvis elektromagneter), och rotorn är en serie slutna lindningar, eller aluminiumstavar arrangerade på ett sätt som liknar en ekorrbur, därav namnet ekorrburrotor. Axeln för att leverera det producerade vridmomentet är genom rotorns axel. Rotorn är placerad i statorns cylindriska hålighet, men inte elektriskt ansluten till någon extern krets. Ingen kommutator eller borstar eller 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 så att motsatta poler genereras på exakt motsatt sida av statorspolarna. Vid uppstartsfasen 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 magnetiskt fält i rotorlindningarna, och interaktionen mellan statorfältet och det inducerade fältet driver motorn.
Induktionsmotorer är gjorda för att fungera i både en- och flerfasströmmar, sistnämnda för tunga maskiner som kräver ett stort vridmoment. Hastigheten på induktionsmotorerna kan styras antingen genom att använda antalet magnetiska poler i statorpolen eller genom att reglera frekvensen på den ingående strömkällan. 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 som induceras för liten slirning i rotorn; därför producerar den ett stort vridmoment.
Vid maxim alt möjliga belastningsförhållanden är slirningen för små motorer cirka 4-6% och 1,5-2% för stora motorer, därför anses induktionsmotorer ha en hastighetsreglering och anses vara motorer med konstant varvtal. Ändå är rotorns rotationshastighet långsammare än den ingående kraftkällans frekvens.
Mer om synkronmotor
Synkronmotor är den andra huvudtypen av AC-motor. Synkronmotorn är konstruerad för att fungera utan någon skillnad i axelns rotationshastighet och frekvensen av AC-källans ström; rotationsperioden är en integrerad multipel av AC-cykler.
Det finns tre huvudtyper av synkronmotorer; permanentmagnetmotorer, hysteresmotorer och reluktansmotorer. Permanenta magneter gjorda av neodym-bor-järn, samarium-kobolt eller ferrit används som permanentmagneter på rotorn. Frekvensomriktare, där statorn matas från en variabel frekvens, variabel spänning är huvudapplikationen för permanentmagnetmotorer. Dessa används i enheter som kräver exakt hastighet och positionskontroll.
Hysteresmotorerna har en solid slät cylindrisk rotor, som är gjuten av ett magnetiskt "hårt" koboltstål med hög koercitivitet. Detta material har en bred hysteresloop, det vill säga när det väl har magnetiserats i en given riktning krävs ett stort omvänt magnetfält i motsatt riktning för att vända magnetiseringen. Som ett resultat har hysteresmotorn en eftersläpningsvinkel δ, som är oberoende av hastighet; den utvecklar konstant vridmoment från start till synkron hastighet. Därför är den självstartande och behöver ingen induktionslindning för att starta den.
Induktionsmotor vs synkronmotor
• Synkronmotorer arbetar med synkront varvtal (RPM=120f/p) medan induktionsmotorer arbetar med mindre än synkront varvtal (RPM=120f/p – slirning), och slirningen är nästan noll vid noll belastningsmoment och slirningen ökar med belastningsmomentet.
• Synkronmotorer kräver likström för att skapa fältet i rotorlindningarna; induktionsmotorer krävs inte för att ge någon ström till rotorn.
• Synkronmotorer kräver släpringar och borstar för att ansluta rotorn till strömförsörjningen. Induktionsmotorer kräver inga släpringar.
• Synkronmotorer kräver lindningar i rotorn, medan induktionsmotorer oftast är konstruerade med ledningsstänger i rotorn eller använder kortslutna lindningar för att bilda en "ekorrbur."
