Синхронен двигател срещу асинхронен двигател
Както асинхронните, така и синхронните двигатели са двигатели с променлив ток, използвани за преобразуване на електрическата енергия в механична.
Повече за асинхронните двигатели
Въз основа на принципите на електромагнитната индукция, първите асинхронни двигатели са изобретени от Никола Тесла (през 1883 г.) и Галилео Ферарис (през 1885 г.), независимо. Поради своята проста конструкция и здрава употреба и ниски разходи за изграждане и поддръжка, асинхронните двигатели бяха изборът пред много други двигатели с променлив ток за тежко оборудване и машини.
Конструкцията и сглобяването на асинхронния двигател са лесни. Двете основни части на асинхронния двигател са статорът и роторът. Статорът в асинхронния двигател е поредица от концентрични магнитни полюси (обикновено електромагнити), а роторът е поредица от затворени намотки или алуминиеви пръти, разположени по начин, подобен на клетка на катерица, откъдето идва и името на ротора на клетката на катерицата. Валът за подаване на произведения въртящ момент е през оста на ротора. Роторът е поставен в цилиндричната кухина на статора, но не е електрически свързан с която и да е 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 завъртане на ротора. Връзките в намотките на статора са подредени по начин, по който се генерират противоположни полюси от точно противоположната страна на намотките на статора. На стартовата фаза магнитните полюси се създават периодично, като се променят по периметъра. Това създава промяна в потока през намотките на ротора и предизвиква ток. Този индуциран ток генерира магнитно поле в роторните намотки и взаимодействието между статорното поле и индуцираното поле задвижва двигателя.
Индукционните двигатели са направени да работят както в еднофазни, така и в многофазни токове, последното за тежки машини, които изискват голям въртящ момент. Скоростта на асинхронните двигатели може да се контролира чрез използване на броя на магнитните полюси в полюса на статора или чрез регулиране на честотата на входящия източник на енергия. Приплъзването, което е мярка за определяне на въртящия момент на двигателя, дава индикация за ефективността на двигателя. Късо съединените намотки на ротора имат малко съпротивление, което води до голям ток, индуциран за малко плъзгане в ротора; следователно произвежда голям въртящ момент.
При максимално възможните условия на натоварване при малки двигатели приплъзването е около 4-6% и 1,5-2% при големите двигатели, поради което асинхронните двигатели се считат за регулиращи скоростта и се считат за двигатели с постоянна скорост. И все пак скоростта на въртене на ротора е по-ниска от честотата на входящия източник на енергия.
Повече за синхронния двигател
Синхронният двигател е другият основен тип променливотоков двигател. Синхронният двигател е проектиран да работи без никаква разлика в скоростта на въртене на вала и честотата на променливотоковия източник; периодът на въртене е неразделна част от циклите на променлив ток.
Има три основни типа синхронни двигатели; двигатели с постоянни магнити, двигатели за хистерезис и двигатели с нежелано съпротивление. Постоянните магнити, изработени от неодим-бор-желязо, самарий-кобалт или ферит, се използват като постоянни магнити на ротора. Задвижвания с променлива скорост, при които статорът се захранва от променлива честота, променливото напрежение е основното приложение на двигателите с постоянен магнит. Те се използват в устройства, които се нуждаят от прецизен контрол на скоростта и позицията.
Двигателите за хистерезис имат твърд гладък цилиндричен ротор, който е отливан от магнитна „твърда“кобалтова стомана с висока принудителна сила. Този материал има широка хистерезисна верига, тоест, след като се намагнити в дадена посока, се изисква голямо обратно магнитно поле в обратна посока, за да се обърне намагнитването. В резултат на това хистерезисният двигател има ъгъл на изоставане δ, който не зависи от скоростта; развива постоянен въртящ момент от стартиране до синхронна скорост. Следователно, той се самозадейства и не се нуждае от индукционна намотка, за да го стартира.
Асинхронен двигател срещу синхронен двигател
• Синхронните двигатели работят при синхронна скорост (RPM = 120f / p), докато асинхронните двигатели работят при по-малко от синхронната скорост (RPM = 120f / p - приплъзване), а приплъзването е почти нула при нулев момент на натоварване и приплъзването се увеличава с въртящия момент на натоварване.
• Синхронните двигатели изискват постоянен ток, за да създадат полето в роторните намотки; асинхронни двигатели не са необходими за подаване на ток към ротора.
• Синхронните двигатели изискват плъзгащи се пръстени и четки за свързване на ротора към захранването. Асинхронните двигатели не изискват плъзгащи пръстени.
• Синхронните двигатели изискват намотки в ротора, докато асинхронните двигатели най-често са конструирани с проводими решетки в ротора или използват късо съединение намотки, за да образуват „клетка за катерица“.
