Jaký je rozdíl mezi synchronním a asynchronním motorem

Aby mechanické instalace v továrně fungovaly efektivně, je důležité zakoupit správný motor. Zařízení, které přeměňuje elektrickou energii na mechanickou, je založeno na dvou prvcích: stator je pevný, rotor se otáčí. Asynchronní zařízení jsou běžnější, ale to neznamená, že synchronní jsou horší. Chcete-li vybrat zařízení, musíte vědět, jak se liší synchronní typ motoru od asynchronního.

Jaký je rozdíl mezi synchronním motorem a asynchronním motorem?

Pokud se jen podíváte na oba typy motorů, je těžké si všimnout rozdílu mezi nimi. Jediný vizuální rozdíl mezi asynchronním zařízením je větší počet žeber v chladicím systému. Elektromotory se liší konstrukcí rotoru.

Stručná historie stvoření

Prvním vědcem, kterému se podařilo přeměnit elektřinu na rotační energii, byl v roce 1821 Angličan Michael Faraday. O rok později vytvořil fyzik Peter Barlow unipolární motor – zařízení, které se v praxi nikdy nepoužívalo, ale umožnilo pochopit, jak se nabitý vodič chová v magnetickém poli.

Od samého počátku vzniku elektromotorů se vynálezci snažili vyrobit zařízení ne s kruhovým, ale s vratným pohybem uvnitř magnetického pole. Autorem prvního skutečného elektromotoru byl ruský fyzik Boris Jacobi. V roce 1834 vědec vytvořil pracovní zařízení založené na rotaci kotvy v magnetickém poli.

Nikola Tesla a Galileo Ferraris vyvinuli technologii rotujícího pole. V roce 1870 se objevil asynchronní motor. Tesla také vynalezl bezkomutátorový typ motoru a vyvinul obvody pro elektrárny pracující na 2-fázových střídavých motorech. V roce 1888 byl uveden na trh třífázový motor, který vyvinul německý inženýr Michail Dolivo-Dobrovolsky. Tento vědec studoval různé typy fázových spojení a účinnost použití různých napětí a vyvinul 3-fázové transformátory.

Návrhové prvky

Asynchronní a synchronní motory jsou vzhledově téměř podobné. Základem obou zařízení je stator tvořený cívkami a pohyblivým rotorem. Cívky leží v drážkách vyrobených z ocelových plátů jádra. Jsou umístěny proti sobě pod úhlem 120°. Tato konstrukce zajišťuje rotaci magnetického pole při průchodu proudu, což způsobuje pohyb rotoru.

Hlavní rozdíl spočívá v konstrukci rotoru, která určuje rychlost otáčení. Synchronní rotor je permanentní magnet. Vytváří stabilní pole spojené s točivým polem statoru. U asynchronního zařízení jsou ve štěrbinách rotoru umístěny zkratované desky. Existují také fázové rotory s prstencovými kontakty, které se po odvinutí uzavírají.

Frekvence otáčení rotoru neodpovídá stejně periodicitě otáčení magnetického pole statoru. Hodnota je stejná pro synchronní zařízení, nestejná pro asynchronní. Ve druhém případě rotor neustále brzdí vzhledem k rychlosti otáčení pole statoru a brzdění odpovídá hodnotě skluzu.

Jak motor funguje

V indukčním motoru vytvářejí magnetické siločáry statoru procházející uzavřeným obvodem rotoru elektrickou hnací sílu. To znamená, že tvoří své vlastní pole. Interagující pole stejné polarity vytvářejí točivý moment rotoru. Když se rotační rychlosti magnetických polí vyrovnají, vytváření hnací síly v rotoru se zastaví. Výsledkem je, že točivý moment má tendenci k nule. Když se rychlost rotoru začne zpomalovat vzhledem k rychlosti otáčení pole statoru, opět se vytvoří elektrická hnací síla.

Přečtěte si více

Kdy byste měli pokácet smrk?

Znalecký posudek
Karnaukh Jekatěrina Vladimirovna
Absolvent National University of Shipbuilding, specialita „Enterprise Economics“

U synchronního motoru, když se rotor roztočí až na rychlost otáčení pole statoru, je na pólové cívky přivedeno konstantní napětí podél úhlu komunikace kartáče. Vytváří v nich stabilní magnetické pole. Vzájemnou přitažlivostí magnetických pólů se rotor otáčí synchronní frekvencí. Rotor se může roztočit pomocí přídavného motoru nebo asynchronně s typem vinutí nakrátko.

Rozsah použití

Stabilní rychlost otáčení zajišťuje široké použití synchronního elektromotoru. Stává se:

zdroj udržení napětí v energetice, stabilizace sítě v nouzových situacích;
rotační prvek silných ventilátorů, kompresorové jednotky;
funkční část generátorů u elektráren;
zdroj stabilního provozu čerpadla;
hnací mechanismus strojních celků.

Asynchronní motor je především domácí stroj díky své jednoduché konstrukci a výkonovým charakteristikám. Pro výrobní účely se používají 3-fázové elektromotory. Asynchronní zařízení jsou instalována v:

domácí a průmyslové ventilátory, odsávací a čerpací zařízení;
pračky;
automatické ventily;
zahradní a stavební zařízení;
tesařské stroje;
elektrická doprava, výtahy.

Jalový výkon

Jalový výkon má negativní dopad na energetický systém. Významné množství neaktivního proudu vyvolává zvýšení spotřeby energie a pokles napětí. Reaktivita také zvyšuje zatížení elektrického vedení, v důsledku toho je nutné zvětšit průřez vedení. Energetici se proto snaží kompenzovat jalový výkon.

Synchronní motor vyrábí a okamžitě spotřebovává jalový výkon. Jeho hodnota je určena proudem ve vinutí. V režimu plné zátěže synchronní zařízení neodebírá energii ze sítě, proud ve vinutí statoru je extrémně nízký.

Asynchronní motory jsou aktivní absorbéry jalového výkonu. Odebírají až 40 % neaktivního proudu.

Stát

Asynchronní motory jsou levnější díky jejich zjednodušené konstrukci. Proto se používají více.

Klady a zápory motorů

Pojďme se podívat na výhody a nevýhody obou typů motorů, abychom si usnadnili výběr.

Elektrický motor	Pros	Zápory
synchronní	vysoký výkon; odolnost vůči kolísání napětí v síti; nezávislost rychlosti otáčení na zatížení; významnou účinnost	je nutný pomocný zdroj stejnosměrného proudu; nemožnost použití s častými starty a zastaveními; obtížné startování rotoru
asynchronní	dlouhá životnost; stabilní provoz s častým zapínáním a vypínáním; všestrannost použití; nízké náklady; funkčnost bez použití převodníků	slabý startovací moment; významný startovací proud; problematické ovládání rychlosti; citlivost na napěťové rázy; změna rychlosti otáčení s rostoucí zátěží

Která jednotka je lepší?

Není správné říkat, který elektromotor je lepší. Každý je vhodný pro určité podmínky.

Synchronní zařízení jsou méně běžná a jsou považována za průmyslová zařízení, protože jejich použití je obtížnější. Vyžadují pomocný zdroj proudu a mechanismus zajišťující rozběhový moment. Synchronní elektromotory se také rychleji opotřebovávají a zvláště rychle selhávají prstencové kontakty. Jejich vysoká cena je činí nerentabilními pro použití v domácích podmínkách. Ale v průmyslu jsou synchronní stroje nepostradatelné kvůli široké variabilitě účiníku a odolnosti proti kolísání napětí.

Asynchronní motory jsou běžnější. Jsou atraktivní díky svému jednoduchému designu, snadnému použití a spolehlivosti.

Přečtěte si více

Květiny kvetoucí v září

srovnávací tabulka

Porovnejme oba typy motoru podle hlavních parametrů.

Synchronní	Asynchronní
rychlost rotoru a magnetického pole	stejný	nerovný
struktura	komplexní	zjednodušený
funkční výkon	od 100 kW	méně než 100 kW
citlivost na napěťové rázy	ne	ano
provoz s častým zapínáním a vypínáním	ne	ano
náklady	vysoký	relativně nízké

Shrnutí – stručně jednoduchými slovy

Pro panáky, řekněme to jednoduše: synchronní motory jsou pro výrobu, asynchronní motory pro každodenní život. Ty jsou odolné, při mírné zátěži vydrží dlouho, není třeba sledovat jejich stav.

Ale synchronní zařízení vyžadují sledování opotřebení. Pokud nebudou opotřebené díly vyměněny, motor selže, nebo ještě hůř, způsobí požár.