Jaký je rozdíl mezi synchronním a asynchronním motorem

Elektromotory jsou stroje, které přeměňují elektrickou energii na mechanickou energii. Přeměněná energie pohání rotor motoru, který přenáší rotaci přes převod přímo na hřídel pohonu. Hlavními typy elektromotorů jsou synchronní a asynchronní motory. Rozdíly mezi nimi určují možnosti použití v různých zařízeních a technologických postupech.

Principy práce

Všechny elektromotory mají pevný stator a rotující rotor. Rozdíl mezi asynchronními a synchronními motory spočívá v principech vytváření pólů. V asynchronním elektromotoru jsou vytvářeny jevem indukce. Všechny ostatní elektromotory využívají k vytvoření magnetického pole permanentní magnety nebo cívky s proudem.

Vlastnosti synchronních motorů

Vedoucí jednotky synchronního stroje – kotva a induktor. Kotva je stator a induktor je umístěn na rotoru. Vlivem střídavého proudu vzniká v kotvě točivé magnetické pole. Spáruje se s magnetickým polem induktoru, tvořeným póly permanentních magnetů nebo cívek se stejnosměrným proudem. V důsledku této interakce se energie elektřiny přeměňuje na kinetickou energii rotace.

Rotor synchronního stroje má stejnou rychlost jako pole statoru. Výhody synchronních motorů:

• Konstrukčně se používá jako motor i jako generátor.
• Rychlost nezávislá na zatížení.
• Velká účinnost.
• Nízká pracnost při opravách a údržbě.
• Vysoký stupeň spolehlivosti.

Synchronní stroje jsou široce používány jako vysokovýkonné motory pro nízké otáčky a konstantní zatížení. Generátory se používají tam, kde je vyžadován nezávislý zdroj energie.

Synchronní stroj má také nevýhody:

• Vyžaduje stejnosměrný zdroj pro napájení induktoru.
• Neexistuje žádný počáteční točivý moment, spuštění vyžaduje externí točivý moment nebo asynchronní start.
• Štětce a sběrače rychle selhávají.

Moderní synchronní jednotky obsahují v tlumivce kromě vinutí napájeného stejnosměrným proudem také rozběhové vinutí nakrátko, které je určeno pro rozběh v asynchronním režimu.

Charakteristické vlastnosti asynchronních motorů

Rotující magnetické pole statoru asynchronního motoru indukuje v rotoru indukční proudy, které tvoří vlastní magnetické pole. Interakce polí způsobuje rotaci rotoru. V tomto případě rychlost rotoru zaostává za rychlostí magnetického pole. Právě tato vlastnost se odráží v názvu motoru.

Asynchronní motory jsou dvou typů: s klecí nakrátko a s fázovým rotorem.

Domácí spotřebiče, jako je ventilátor nebo vysavač, jsou obvykle vybaveny motory s klecovou klecí, což je „kolečko“. Všechny tyče jsou uzavřeny kotouči navařenými na obou stranách. Interakcí magnetického pole statoru s indukovanými proudy v rotoru vzniká elektromagnetická síla, která působí na rotor ve směru otáčení pole statoru. Točivý moment na hřídeli motoru je vytvářen všemi elektromagnetickými silami z každého vodiče.

U elektromotoru s fázovým rotorem je použit stejný stator jako u motoru s rotorem nakrátko. A k rotoru jsou přidána vinutí tří fází spojených do „hvězdy“. Při startování motoru je lze připojit k reostatům, které regulují startovací proudy. Pomocí reostatů můžete nastavit i otáčky motoru.

Mezi výhody asynchronních motorů patří:

• Napájení přímo ze sítě AC.
• Jednoduchost zařízení a relativně nízká cena.
• Možnost použití v domácích spotřebičích pomocí jednofázového zapojení.
• Nízká spotřeba energie a ekonomické.

Vážné nevýhody – komplexní regulace otáček a velké tepelné ztráty. Aby se zabránilo přehřátí, je tělo jednotky žebrované a na hřídeli motoru je instalováno oběžné kolo pro chlazení.

Rozdíl ve vlastnostech elektromotorů

Při výběru jednotek jsou rozhodující konstrukční vlastnosti a výkonnostní charakteristiky elektromotorů. Na tom závisí konstrukce převodů a všech pohonných jednotek mechanismů. Při výběru motoru se musíte spolehnout na společné vlastnosti a hlavní rozdíly ve vlastnostech strojů:

• Hlavním rozdílem mezi synchronním a asynchronním motorem je konstrukce rotoru. Je to permanentní nebo elektrický magnet. U asynchronního stroje se magnetická pole v rotoru indukují pomocí elektromagnetické indukce.
• U synchronních motorů je rychlost otáčení hřídele konstantní, u asynchronních motorů se může měnit při změně zatížení.
• Synchronizátory nemají rozběhový moment. Chcete-li zadat synchronizaci, musíte použít asynchronní spuštění.

Synchronní a asynchronní elektromotory nacházejí své vlastní uplatnění. Synchronní motory se doporučují pro použití všude s vysokým výkonem, kde probíhá nepřetržitý výrobní proces a není potřeba často restartovat jednotky nebo upravovat otáčky. Používají se v dopravnících, válcovnách, kompresorech, drtičích kamene atd. Moderní synchronní elektromotor má stejně rychlý náběh jako asynchronní, ale je menší a ekonomičtější než indukční motor stejného výkonu.

Asynchronní elektromotory s vinutým rotorem se používají tam, kde je potřeba vysoký rozběhový moment a časté zastavování agregátů. Například ve výtazích a věžových jeřábech. Asynchronní elektromotory s rotorem nakrátko jsou široce používány kvůli jednoduchosti zařízení a snadnému ovládání.

S využitím výhod různých jednotek a toho, jak se synchronní motor liší od asynchronního motoru, můžete při navrhování strojů, obráběcích strojů a dalších zařízení informovaně vybrat ten či onen motor.