Synchronní a asynchronní motor: rozdíly, princip činnosti, použití

K pohonu různých strojů či mechanismů v těžkém i lehkém průmyslu se ve většině případů používají střídavé motory. Stejnosměrné elektrické stroje jsou méně běžné a nejčastěji používané jako hnací jednotky v městských elektrických vozidlech, vlacích, skladových vozech a trolejbusech.

Abyste dosáhli maximální energetické účinnosti ve výrobních procesech, musíte zvolit správný motor pro pohon.

Synchronní a asynchronní motor – rozdíly pro figuríny

Konstrukce asynchronních a synchronních elektrických strojů je téměř stejná. Oba elektromotory mají stacionární stator, sestávající z vinutí (cívek), která jsou uložena v drážkách jádra z plechů z elektrooceli, a pohyblivého rotoru. Vinutí statoru jsou vůči sobě posunuta o úhel 120°, takže jimi procházející elektrický proud vytváří rotující magnetické pole, které způsobuje pohyb rotoru. Zde se objevuje hlavní rozdíl mezi těmito elektrickými stroji – konstrukce rotoru, na které závisí rychlost jeho otáčení.

Indukční motor

Rotor takového motoru může být zkratovaný nebo fázový.

Bez ohledu na typ rotoru v těchto motorech bude rychlost rotoru vždy nižší než rychlost otáčení magnetického pole statoru. Tento rozdíl je způsoben fyzikálními zákony:

• siločáry magnetického pole statoru, křižující uzavřený obvod rotoru, v něm indukují elektromotorickou sílu, a tím jeho vlastní magnetické pole;
• v důsledku interakce těchto polí majících stejnou polaritu vzniká krouticí moment, který způsobuje otáčení rotoru;
• v okamžiku, kdy se rychlosti otáčení magnetických polí stanou stejnými, výskyt EMF v rotoru se zastaví, v důsledku čehož točivý moment má tendenci k nule;
• jakmile se otáčky rotoru začnou zpožďovat za rychlostí otáčení pole statoru, výskyt EMF se obnoví.

Synchronní motor

Rotor takových motorů je vybaven permanentními magnety nebo budicími vinutími. Vinutí mohou být jak výběžkové, tak rozmístěné (uložené do drážek rotoru). Kromě toho může mít rotor synchronního stroje i vinutí nakrátko.

Poté, co se rotor zrychlí na rychlost blízkou frekvenci otáčení magnetického pole statoru, je na pólové cívky prostřednictvím sestavy kartáč-kontakt přivedeno konstantní napětí, které v nich vybudí konstantní magnetické pole. Opačné póly magnetických polí se k sobě přitahují a rychlost rotoru se stává synchronní.

Zrychlení rotoru lze provádět pomocí pomocného motoru nebo v asynchronním režimu díky zkratovanému vinutí.

Nevýhody a výhody motorů

Synchronní motory mají poměrně složitou konstrukci kvůli přítomnosti sestavy kartáčů. Kromě toho vyžadují k provozu další stejnosměrný zdroj. Další nevýhodou je nemožnost jejich provozu v podmínkách častých startů a zastavení. To vše je však kompenzováno vysokým výkonem, vysokou účinností, odolností proti poklesům napětí v napájecí síti a stabilními otáčkami hřídele bez ohledu na jeho zatížení.

Asynchronní motor je na rozdíl od synchronních strojů citlivější na kolísání napětí a při zvýšení zátěže nedokáže udržet jmenovité otáčky. Ale jednoduchost konstrukce, dlouhá životnost, všestrannost použití, schopnost pracovat v režimu častého zapínání a zastavování činí tyto stroje nejrozšířenějšími v průmyslovém a domácím sektoru.

Chcete-li zadat objednávku, zavolejte manažerům společnosti Cable.RF ® telefonicky +7 (495) 646-08-58 nebo zašlete žádost na e-mail zakaz@cable.ru s uvedením požadovaného modelu elektromotoru, cílů a provozní podmínky. Manažer vám pomůže vybrat tu správnou značku podle vašich přání a potřeb.

Hlavním úkolem elektromotoru je přeměna elektrické energie na mechanickou energii. Elektromotory se dnes vyrábějí jak na stejnosměrný, tak na střídavý proud. Mezi střídavými motory jsou v čele asynchronní a synchronní motory. Asynchronní motory malého a středního výkonu patří do skupiny nejčastěji používaných elektromotorů. Jsou široce používány jak v průmyslu, tak v domácích spotřebičích.

V průmyslu se nejčastěji používají třífázové asynchronní motory. Používají se např. v energetice – jako pohony pro pomocné potřeby elektráren, ve stavebnictví, v dopravě, ve veřejných službách – jako pohony vodárenských čerpadel apod.

Rozdíl mezi asynchronním motorem a synchronním motorem

Vzhledově jsou si vzhledově podobné, někdy ani specialista vnějšími znaky nerozezná synchronní elektromotor od asynchronního. Oba elektromotory mají pevný stator, sestávající z vinutí (cívek), které jsou uloženy v drážkách jádra z plechů z elektrooceli, a pohyblivého rotoru. Funkce těchto typů elektromotorů je navíc stejná – vytváření točivého magnetického pole statoru.

Rotor synchronního motoru má nezávisle napájené budicí vinutí. Stator synchronního a asynchronního motoru jsou uspořádány stejně, funkce je v každém případě stejná – vytvoření točivého magnetického pole statoru.

Otáčky indukčního motoru při zatížení vždy zaostávají za rotací magnetického pole statoru o velikost skluzu, zatímco otáčky synchronního motoru se frekvenčně rovnají “otáčkám” magnetického pole statoru. A proto má asynchronní motor takový parametr – jako KLUZOVÝ – rozdíl mezi rychlostmi otáčení rotoru a rotujícím magnetickým polem ve statoru. U synchronního elektromotoru je rychlost rotoru vždy rovna frekvenci otáčení elektromagnetického pole.

Tyto dva typy motorů mají různé aplikace: synchronní motory mají mnohem větší výkon a užitečné zatížení, ale jsou dražší a složitější. A proto jsou asynchronní motory žádané tam, kde jsou jejich charakteristiky dostatečné, protože jsou levnější a jednodušší na výrobu.

Nevýhody a výhody motorů

Synchronní motory

Synchronní motory mají poměrně složitou konstrukci kvůli přítomnosti sestavy kartáčů. Kromě toho vyžadují k provozu další stejnosměrný zdroj. Další nevýhodou je nemožnost jejich provozu v podmínkách častých startů a zastavení. To vše je však kompenzováno vysokým výkonem, vysokou účinností, odolností proti poklesům napětí v napájecí síti a stabilními otáčkami hřídele bez ohledu na jeho zatížení.

Synchronní elektrické stroje jsou cenově výhodné při výkonech nad 100 kW a používají se především pro otáčení výkonných ventilátorů, v různých hutních odvětvích, pro pohon čerpadel, která mají nejen značný výkon, ale i dlouhý provozní režim atd.

Indukční motor

Asynchronní motor je na rozdíl od synchronních strojů citlivější na kolísání napětí a při zvýšení zátěže nedokáže udržet jmenovité otáčky. Ve většině případů jsou nedostatky kompenzovány použitím frekvenčních měničů a jiných startérů. Ale jednoduchost konstrukce, dlouhá životnost, všestrannost použití, schopnost pracovat v režimu častého zapínání a zastavování činí tyto stroje nejrozšířenějšími v průmyslovém a domácím sektoru.