Synkron motor mot induksjonsmotor
Både induksjonsmotorer og synkronmotorer er vekselstrømsmotorer som brukes til å konvertere elektrisk energi til mekanisk energi.
Mer om induksjonsmotorer
Basert på prinsippene for elektromagnetisk induksjon, ble de første induksjonsmotorene oppfunnet av Nikola Tesla (i 1883) og Galileo Ferraris (i 1885), uavhengig av hverandre. På grunn av sin enkle konstruksjon og robuste bruk og lave konstruksjons- og vedlikeholdskostnader, var induksjonsmotorer valget fremfor mange andre vekselstrømsmotorer, for tungt utstyr og maskiner.
Konstruksjon og montering av induksjonsmotoren er enkel. De to hoveddelene av induksjonsmotoren er statoren og rotoren. Stator i induksjonsmotoren er en serie med konsentriske magnetpoler (vanligvis elektromagneter), og rotoren er en serie lukkede viklinger, eller aluminiumstenger anordnet på en måte som ligner på et ekornbur, derav navnet ekornburrotor. Akselen for å levere det produserte dreiemomentet er gjennom rotorens akse. Rotoren er plassert i det sylindriske hulrommet til statoren, men ikke elektrisk koblet til noen ekstern krets. Ingen kommutator eller børster eller annen tilkoblingsmekanisme brukes til å levere strøm til rotoren.
Som enhver motor bruker den magnetiske krefter for å rotere rotoren. Forbindelsene i statorspolene er ordnet slik at motsatte poler genereres på den nøyaktig motsatte siden av statorspolene. Ved oppstartsfasen opprettes magnetiske poler på en periodisk skiftende måte langs omkretsen. Dette skaper en endring i strømmen over viklingene i rotoren og induserer en strøm. Denne induserte strømmen genererer et magnetfelt i rotorviklingene, og samspillet mellom statorfeltet og det induserte feltet driver motoren.
Induksjonsmotorer er laget for å fungere i både en- og flerfasestrømmer, sistnevnte for tunge maskiner som krever stort dreiemoment. Induksjonsmotorens hastighet kan styres ved å enten bruke antall magnetpoler i statorpolen eller regulere frekvensen til inngangsstrømkilden. Slippen, som er et mål for å bestemme motorens dreiemoment, gir en indikasjon på motorens effektivitet. De kortsluttede rotorviklingene har liten motstand, noe som resulterer i en stor strøm indusert for liten glidning i rotoren; derfor produserer den et stort dreiemoment.
Ved maksimalt mulige belastningsforhold, er glidning for små motorer omtrent 4-6% og 1,5-2% for store motorer, derfor anses induksjonsmotorer å ha en hastighetsregulering og betraktes som motorer med konstant hastighet. Likevel er rotorens rotasjonshastighet langsommere enn frekvensen for inngangseffektkilden.
Mer om synkron motor
Synkronmotor er den andre hovedtypen vekselstrømsmotor. Synkronmotoren er designet for å fungere uten forskjell i akselens rotasjonshastighet og frekvensen til vekselstrømmen; rotasjonsperioden er et integrert multiplum av vekselstrømssykluser.
Det er tre hovedtyper av synkronmotorer; permanente magnetmotorer, hysteresemotorer og motstandsmotorer. Permanente magneter laget av neodym-bor-jern, samarium-kobolt eller ferrit brukes som permanente magneter på rotoren. Stasjoner med variabel hastighet, der statoren leveres fra en variabel frekvens, er variabel spenning hovedapplikasjonen for permanentmagnetmotorer. Disse brukes i enheter som trenger presis hastighet og posisjonskontroll.
Hysteresemotorene har en solid glatt sylindrisk rotor, som er støpt av et magnetisk "hardt" koboltstål med høy koercivitet. Dette materialet har en bred hysteresesløyfe, det vil si når det først er magnetisert i en gitt retning, krever det et stort omvendt magnetfelt i motsatt retning for å reversere magnetiseringen. Som et resultat har hysteresemotoren en forsinkelsesvinkel δ, som er uavhengig av hastighet; det utvikler konstant dreiemoment fra oppstart til synkron hastighet. Derfor er den selvstartende og trenger ikke en induksjonsvikling for å starte den.
Induksjonsmotor vs synkron motor
• Synkronmotorer opererer med synkron hastighet (RPM = 120f / p) mens induksjonsmotorer opererer med mindre enn synkron hastighet (RPM = 120f / p - slip), og slip er nesten null ved null belastningsmoment, og slipet øker med lastmomentet.
• Synkronmotorer krever likestrøm for å skape felt i rotorviklingene. induksjonsmotorer er ikke nødvendig for å levere strøm til rotoren.
• Synkronmotorer krever glideringer og børster for å koble rotoren til strømforsyningen. Induksjonsmotorer krever ikke glideringer.
• Synkronmotorer krever viklinger i rotoren, mens induksjonsmotorer oftest er konstruert med ledningsstenger i rotoren eller bruker kortsluttede viklinger for å danne et "ekornbur".
