Negli impianti elettrici, utilizziamo sia nelle industrie, centrali elettriche o esigenze domestiche, motori e generatori sono diventati una cosa comune. Con la richiesta di sistemi ad alta efficienza energetica e con un minor consumo di energia, si vede l'invenzione di nuovi modelli di questi dispositivi elettrici. Il fattore di calcolo di base per il funzionamento affidabile di motori e generatori è il Fattore di potenza . È il rapporto tra la potenza applicata e la potenza richiesta. Di solito, la potenza totale consumata nelle industrie e negli stabilimenti viene calcolata in base al fattore di potenza. Quindi, il fattore di potenza dovrebbe essere sempre mantenuto all'unità. Ma a causa dell'aumento della potenza reattiva in questi dispositivi il fattore di potenza diminuisce. Per mantenere il fattore di potenza all'unità vengono introdotti molti metodi. Il concetto di motore sincrono è uno di questi.

Cos'è il motore sincrono?

La definizione di motore sincrono afferma che 'An Motore AC in cui a regime la rotazione dell'albero è sincronizzata con la frequenza della corrente applicata ”. Il motore sincrono funziona come motore AC ma qui il numero totale di rotazioni fatte dall'albero è uguale al multiplo intero della frequenza della corrente applicata.

Motore sincrono

Il motore sincrono non si basa sulla corrente di induzione per funzionare. In questi motori, a differenza del motore a induzione, sono presenti elettromagneti AC multifase the stato r , che produce un campo magnetico rotante. Qui il rotore è di un magnete permanente che si sincronizza con il campo magnetico rotante e ruota in sincronia con la frequenza della corrente ad esso applicata.

Design del motore sincrono

Statore e rotore sono i componenti principali del motore sincrono. Qui il telaio dello statore ha una piastra di avvolgimento a cui sono attaccate le barre dei tasti e le nervature circonferenziali. Le basi, i supporti del telaio vengono utilizzati per supportare la macchina. Per eccitare gli avvolgimenti di campo con corrente continua, vengono utilizzati collettori rotanti e spazzole.

I rotori cilindrici e rotondi sono utilizzati per l'applicazione a 6 poli. I rotori polari salienti vengono utilizzati quando è richiesta una maggiore quantità di poli. La costruzione del motore sincrono e dell'alternatore sincrono sono simili.

Principio di funzionamento del motore sincrono

Il funzionamento dei motori sincroni dipende dall'interazione del campo magnetico dello statore con il campo magnetico del rotore. Lo statore contiene 3 avvolgimenti di fase e viene fornito con alimentazione trifase. Pertanto, l'avvolgimento dello statore produce un campo magnetico rotante a 3 fasi. L'alimentazione CC è fornita al rotore.

Il rotore entra nel campo magnetico rotante prodotto dall'avvolgimento dello statore e ruota in sincronia. Ora il velocità del motore dipende dalla frequenza della corrente fornita.

La velocità del motore sincrono è controllata dalla frequenza della corrente applicata. La velocità di un motore sincrono può essere calcolata come

Ns = 60f / P = 120f / p

dove, f = frequenza della corrente AC (Hz)
p = numero totale di poli per fase
P = numero totale di coppie di poli per fase.

Se viene applicato un carico maggiore del carico di rottura, il motore viene desincronizzato. L'avvolgimento dello statore trifase offre il vantaggio di determinare il senso di rotazione. In caso di avvolgimento monofase, non è possibile ricavare il senso di rotazione e il motore può partire in uno dei due sensi. Per controllare la direzione di rotazione in questi motori sincroni, sono necessarie disposizioni di avviamento.

Metodi di avviamento del motore sincrono

Il momento di inerzia del rotore arresta l'autoavviamento dei motori sincroni di grandi dimensioni. A causa di questa inerzia del rotore, non è possibile che un rotore si sincronizzi con il campo magnetico dello statore nel momento in cui viene applicata la potenza. Quindi è necessario un meccanismo aggiuntivo per aiutare il rotore a sincronizzarsi.

L'avvolgimento a induzione è incluso nei grandi motori che generano una coppia sufficiente richiesta per l'accelerazione. Per motori molto grandi, per accelerare la macchina scarica, viene utilizzato il motore pony. Cambiando la frequenza della corrente dello statore, i motori azionati elettronicamente possono accelerare anche dalla velocità zero.

Per motori molto piccoli, quando il momento di inerzia del rotore e il carico meccanico sono desiderabilmente piccoli, possono avviarsi senza alcun metodo di avviamento.

Tipi di motore sincrono

A seconda del metodo di magnetizzazione del rotore, esistono due tipi di motori sincroni:

Non eccitato.
Corrente continua eccitata.

Motore non eccitato

In questi motori, il rotore è magnetizzato dal campo dello statore esterno. Il rotore contiene un campo magnetico costante. Per realizzare il rotore viene utilizzato acciaio ad alta ritenzione, come l'acciaio al cobalto. Questi sono classificati come motori a magnete permanente, riluttanza e isteresi.

“differenza tra processore risc e cisc ”

Nei motori sincroni a magneti permanenti, un magnete permanente viene utilizzato insieme all'acciaio per la progettazione del rotore. Hanno un campo magnetico costante nel rotore, quindi l'avvolgimento a induzione non può essere utilizzato per l'avvio. Utilizzato come motori per ascensori senza ingranaggi.

Motore sincrono a magneti permanenti

Nel motore a riluttanza, il rotore è costituito da fusione di acciaio con poli sporgenti. Per ridurre al minimo le ondulazioni di coppia, i poli del rotore sono inferiori ai poli dello statore. Contiene l'avvolgimento a gabbia di scoiattolo per fornire la coppia di avviamento al rotore. Utilizzato nelle applicazioni di strumentazione.
I motori di isteresi sono motori ad avviamento automatico. Qui il rotore è un cilindro liscio costituito da acciaio al cobalto magneticamente duro ad alta coercività. Questi motori sono costosi e vengono utilizzati dove è richiesta una velocità costante precisa. Generalmente utilizzati come servomotori.

Motore eccitato in corrente continua

Qui il rotore viene eccitato utilizzando la corrente continua fornita direttamente tramite collettori rotanti. Vengono utilizzati anche induzione CA e raddrizzatori. Questi sono solitamente di grandi dimensioni come più grandi di 1 cavallo ecc.

Motore eccitato in corrente continua

Applicazioni dei motori sincroni

generalmente, motori sincroni sono utilizzati per applicazioni dove è richiesta una velocità precisa e costante. Le applicazioni a bassa potenza di questi motori includono le macchine di posizionamento. Questi vengono applicati anche nei robot attuatori . Anche i mulini a palle, gli orologi, i giradischi fanno uso di motori sincroni. Oltre a questi motori vengono utilizzati anche come servomotori e macchine di temporizzazione.

Questi motori sono disponibili in una gamma di dimensioni frazionarie a ferro di cavallo fino a una gamma di dimensioni industriali ad alta potenza. Sebbene utilizzati in taglie industriali ad alta potenza, questi motori svolgono due importanti funzioni. Uno è un mezzo efficiente per convertire l'energia CA in energia meccanica e l'altro lo è Correzione del fattore di potenza . Quale applicazione di servomotore hai riscontrato?