Ero synkronisen moottorin ja induktiomoottorin välillä

Synkronimoottori vs induktiomoottori
 

Sekä induktiomoottorit että synkronimoottorit ovat vaihtovirtamoottoreita, joita käytetään muuntamaan sähköenergia mekaaniseksi energiaksi.

Lisätietoja induktiomoottoreista

Sähkömagneettisen induktion periaatteiden perusteella Nikola Tesla (vuonna 1883) ja Galileo Ferraris (vuonna 1885) keksivät ensimmäiset induktiomoottorit itsenäisesti. Yksinkertaisen rakentamisen ja kestävän käytön sekä alhaisten rakennus- ja ylläpitokustannusten vuoksi induktiomoottorit olivat valinta monien muiden vaihtovirtamoottorien joukkoon raskaisiin laitteisiin ja koneisiin.

Induktorimoottorin rakenne ja kokoonpano ovat yksinkertaisia. Induktorimoottorin kaksi pääosaa ovat staattori ja roottori. Induktorimoottorin staattori on sarja samankeskisiä magneettinapoja (yleensä sähkömagneetteja), ja roottori on sarja suljettuja käämejä tai alumiinitankoja, jotka on järjestetty samalla tavalla kuin oravakori, tästä syystä nimeltään oravakoriroottori. Akseli tuotetun vääntömomentin antamiseksi on roottorin akselin läpi. Roottori on sijoitettu staattorin lieriömäiseen onteloon, mutta sitä ei ole kytketty sähköisesti mihinkään ulkoiseen piiriin. Mikään kommutaattori tai harjat tai muu kytkentämekanismi ei ole tarkoitettu virran syöttämiseen roottorille.

Kuten mikä tahansa moottori, se käyttää magneettisia voimia roottorin pyörittämiseen. Staattorikäämien liitännät on järjestetty siten, että vastakkaiset navat muodostetaan staattorikäämien tarkalleen vastakkaiselle puolelle. Käynnistysvaiheessa magneettinavat luodaan määräajoin siirtyvällä tavalla kehää pitkin. Tämä aiheuttaa muutoksen roottorin käämien läpi käyvässä vuon ja indusoi virran. Tämä indusoitu virta synnyttää magneettikentän roottorin käämiin, ja staattorikentän ja indusoidun kentän välinen vuorovaikutus ohjaa moottoria.

Induktorimoottorit on tarkoitettu toimimaan sekä yksivaihe- että monivaihevirroissa, jälkimmäiset raskaille koneille, jotka vaativat suuren vääntömomentin. Induktorimoottorien nopeutta voidaan säätää joko käyttämällä staattorinavan magneettinapojen lukumäärää tai säätämällä tulolähteen taajuutta. Liukuminen, joka on mitta moottorin vääntömomentin määrittämiseksi, antaa ilmoituksen moottorin hyötysuhteesta. Oikosuljetulla roottorin käämillä on pieni vastus, mikä johtaa suureen virtaan, joka indusoidaan roottorin pienelle luisulle; siksi se tuottaa suuren vääntömomentin.

Suurimmissa mahdollisissa kuormitusolosuhteissa pienten moottorien liukuminen on noin 4–6% ja suurten moottorien 1,5–2%, joten induktiomoottoreilla pidetään nopeussäätöä ja niitä pidetään vakionopeusmoottoreina. Silti roottorin pyörimisnopeus on hitaampi kuin tulon virtalähteen taajuus.

Lisätietoja synkronisesta moottorista

Synkronimoottori on toinen päätyyppinen vaihtovirtamoottori. Synkronimoottori on suunniteltu toimimaan ilman eroa akselin pyörimisnopeudessa ja vaihtovirtalähteen taajuudessa; kiertoaika on kiinteä moninkertainen vaihtovirtajaksoja.

Synkronimoottoreita on kolme päätyyppiä; kestomagneettimoottorit, hystereesimoottorit ja reaktanssimoottorit. Roottorin kestomagneeteina käytetään neodyymiboriraudasta, samariumkoboltista tai ferriitistä valmistettuja pysyviä magneetteja. Muuttuvanopeuksiset taajuusmuuttajat, joissa staattori syötetään muuttuvataajuudeltaan, muuttuvajännitteellä, on kestomagneettimoottorien pääsovellus. Niitä käytetään laitteissa, jotka tarvitsevat tarkan nopeuden ja sijainnin hallinnan.

Hystereesimoottoreissa on kiinteä sileä lieriömäinen roottori, joka on valettu korkeakoersitiivisesta magneettisesta ”kovasta” kobolttiteräksestä. Tällä materiaalilla on leveä hystereesisilmukka, ts. Kun se on magnetoitu tiettyyn suuntaan, se vaatii suuren käänteisen magneettikentän vastakkaiseen suuntaan magnetoinnin kääntämiseksi. Seurauksena hystereesimoottorilla on viivekulma δ, joka on riippumaton nopeudesta; se kehittää vakion vääntömomentin käynnistyksestä synkroniseen nopeuteen. Siksi se on itsestään käynnistyvä eikä tarvitse induktiokäämiä sen käynnistämiseksi.

Induktiomoottori vs synkronimoottori

• Synkroniset moottorit toimivat synkronisella nopeudella (RPM = 120f / p), kun taas induktiomoottorit toimivat vähemmän kuin synkroninen kierrosnopeus (RPM = 120f / p - liukuminen), ja liukuminen on melkein nolla kuormitusmomentilla nolla ja liukuminen kasvaa kuormitusmomentilla.

• Synkronimoottorit vaativat tasavirtaa kentän luomiseksi roottorin käämiin; induktiomoottoreita ei vaadita virran syöttämiseen roottorille.

• Synkroniset moottorit vaativat liukurenkaat ja harjat roottorin kytkemiseksi virtalähteeseen. Induktiomoottorit eivät vaadi liukurenkaita.

• Synkronimoottorit vaativat käämityksen roottorissa, kun taas induktiomoottorit rakennetaan useimmiten roottorin johtotangoilla tai ne käyttävät oikosuljettuja käämiä "oravakorin" muodostamiseen.