موتور سنکرون در مقابل موتور القایی
هم موتورهای القایی و هم موتورهای سنکرون موتورهای AC هستند که برای تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی استفاده می شوند.
بیشتر درباره موتورهای القایی
بر اساس اصول القای الکترومغناطیسی، اولین موتورهای القایی توسط نیکولا تسلا (در سال 1883) و گالیله فراریس (در سال 1885) به طور مستقل اختراع شدند. موتورهای القایی به دلیل ساخت ساده و استفاده ناهموار و هزینه های ساخت و نگهداری پایین، انتخابی نسبت به بسیاری از موتورهای AC دیگر برای تجهیزات و ماشین آلات سنگین بودند.
ساخت و مونتاژ موتور القایی ساده است.دو بخش اصلی موتور القایی استاتور و روتور هستند. استاتور در موتور القایی مجموعه ای از قطب های مغناطیسی متحدالمرکز (معمولاً آهنرباهای الکتریکی) است و روتور مجموعه ای از سیم پیچ های بسته یا میله های آلومینیومی است که به روشی شبیه به قفس سنجاب چیده شده اند، از این رو به روتور قفس سنجابی می گویند. شفت برای تحویل گشتاور تولید شده از طریق محور روتور است. روتور در داخل حفره استوانه ای استاتور قرار می گیرد، اما به هیچ مدار خارجی متصل نیست. هیچ کموتاتور یا برس یا مکانیزم اتصال دیگری برای تامین جریان روتور استفاده نمی شود.
مانند هر موتوری، از نیروهای مغناطیسی برای چرخش روتور استفاده می کند. اتصالات در سیم پیچ های استاتور به گونه ای چیده شده اند که قطب های مخالف در سمت مخالف سیم پیچ های استاتور ایجاد می شوند. در مرحله راه اندازی، قطب های مغناطیسی به صورت دوره ای در حال تغییر در امتداد محیط ایجاد می شوند. این باعث ایجاد تغییر در شار در سراسر سیم پیچ در روتور و القای جریان می شود.این جریان القایی یک میدان مغناطیسی در سیم پیچ های روتور ایجاد می کند و برهمکنش بین میدان استاتور و میدان القایی موتور را به حرکت در می آورد.
موتورهای القایی برای کارکردن در جریان تک فاز و چند فاز ساخته شده اند، دومی برای ماشین های سنگین که به گشتاور زیادی نیاز دارند. سرعت موتورهای القایی را می توان با استفاده از تعداد قطب های مغناطیسی در قطب استاتور یا تنظیم فرکانس منبع برق ورودی کنترل کرد. لغزش، که معیاری برای تعیین گشتاور موتور است، نشان دهنده کارایی موتور است. سیم‌پیچ‌های روتور با اتصال کوتاه مقاومت کمی دارند و در نتیجه جریان زیادی برای لغزش کوچک در روتور ایجاد می‌شود. بنابراین، گشتاور زیادی تولید می کند.
در حداکثر شرایط بار ممکن، برای موتورهای کوچک لغزش حدود 4-6٪ و 1.5-2٪ برای موتورهای بزرگ است، از این رو موتورهای القایی دارای تنظیم سرعت هستند و موتورهای با سرعت ثابت در نظر گرفته می شوند. با این حال سرعت چرخش روتور کمتر از فرکانس منبع برق ورودی است.
بیشتر درباره موتور سنکرون
موتور سنکرون نوع اصلی دیگر موتورهای AC است. موتور سنکرون طوری طراحی شده است که بدون هیچ تفاوتی در سرعت چرخش شفت و فرکانس جریان منبع AC کار کند. دوره چرخش مضربی جدایی ناپذیر از چرخه های AC است.
سه نوع اصلی موتور سنکرون وجود دارد. موتورهای آهنربای دائم، موتورهای هیسترزیس و موتورهای رلوکتانس. آهنرباهای دائمی ساخته شده از نئودیمیم-بور-آهن، ساماریم-کبالت یا فریت به عنوان آهنرباهای دائمی روی روتور استفاده می شوند. درایوهای با سرعت متغیر، که در آن استاتور از فرکانس متغیر و ولتاژ متغیر تامین می شود، کاربرد اصلی موتورهای آهنربای دائم است. این ها در دستگاه هایی استفاده می شوند که به کنترل دقیق سرعت و موقعیت نیاز دارند.
موتورهای هیسترزیس دارای یک روتور استوانه ای صاف و جامد هستند که از فولاد کبالت "سخت" مغناطیسی با اجبار بالا ساخته شده است. این ماده دارای یک حلقه پسماند گسترده است، یعنی هنگامی که در یک جهت معین مغناطیسی شد، برای معکوس کردن مغناطیسی به یک میدان مغناطیسی معکوس بزرگ در جهت مخالف نیاز دارد.در نتیجه، موتور هیسترزیس دارای یک زاویه تاخیر δ است که مستقل از سرعت است. گشتاور ثابتی را از راه اندازی تا سرعت سنکرون ایجاد می کند. بنابراین، خود راه انداز است و برای راه اندازی نیازی به سیم پیچ القایی ندارد.
موتور القایی در مقابل موتور سنکرون
• موتورهای سنکرون با سرعت سنکرون (RPM=120f/p) کار می کنند در حالی که موتورهای القایی با سرعت کمتر از سنکرون (RPM=120f/p – لغزش) کار می کنند و لغزش در گشتاور بار صفر و لغزش تقریباً صفر است. با گشتاور بار افزایش می یابد.
• موتورهای سنکرون برای ایجاد میدان در سیم پیچ های روتور به جریان DC نیاز دارند. موتورهای القایی برای تامین جریان به روتور مورد نیاز نیستند.
• موتورهای سنکرون برای اتصال روتور به منبع تغذیه به حلقه های لغزنده و برس نیاز دارند. موتورهای القایی به حلقه های لغزنده نیاز ندارند.
• موتورهای سنکرون به سیم پیچی در روتور نیاز دارند، در حالی که موتورهای القایی اغلب با میله های رسانا در روتور ساخته می شوند یا از سیم پیچ های اتصال کوتاه برای تشکیل "قفس سنجاب" استفاده می کنند.
