Asynchronní a synchronní elektromotory: rozdíly a výhody

Asynchronní a synchronní střídavé elektrické stroje se používají jako pohony pro obráběcí stroje a všechny druhy mechanismů v těžebním a zpracovatelském průmyslu, v potravinářském a textilním průmyslu, v podnicích ropného a plynárenského komplexu, jakož i v kovoobráběcích nebo dřevozpracujících závodech. Provádění výrobních procesů s maximální energetickou účinností závisí na správném přístupu při volbě typu elektromotoru pro pohon strojů.

Obrázek 1 Synchronní motor

Obrázek 2 Asynchronní motor

Asynchronní motory

Zjednodušenou konstrukci střídavých elektromotorů lze znázornit ve formě statoru pevně upevněného v pouzdře (rámu), který je vyroben z litiny nebo hliníkových slitin, a pohyblivého rotoru upevněného na hřídeli.

U elektromotorů tohoto typu je jádro statoru sestaveno z desek vyrobených z elektrooceli, izolovaných speciálním lakem. V drážkách tvořených profilovými výřezy je umístěna jedna nebo více skupin vinutí.

U třífázového elektromotoru je vzájemné uspořádání skupin vinutí ve statoru provedeno pod úhlem 120°. Díky tomu po přivedení napájecího napětí na svorky vinutí vytváří jimi procházející proud střídavě dvojici magnetických pólů s různou polaritou. V důsledku toho se ve vinutí generuje magnetické pole, které se otáčí ve směru nebo proti směru hodinových ručiček. Směr jeho otáčení závisí na pořadí zapojení fází napájecího napětí.

Obrázek 3 Stator elektromotoru s vinutím v rámu

Rotor motorů této skupiny je také sestaven z elektroocelových plechů, které jsou upnuty v „kleci nakrátko“ – uzavřeném rámu z mědi nebo slitin hliníku. Tyče klece nakrátko jsou nakloněny vzhledem k ose otáčení hřídele. To se provádí za účelem snížení vlivu vyšších harmonických na provoz elektromotoru a stabilizace magnetického pole rotoru.

Obrázek 4 Rotor s klecí nakrátko

Vzhledem ke konstrukci rotoru se asynchronní motory řadí mezi samospouštěcí elektrické stroje. To znamená, že po připojení napětí motor okamžitě začne pracovat.

Synchronní motory

Stator tohoto typu motoru má podobnou konstrukci jako u asynchronních strojů. Rotor v těchto elektromotorech má však jinou konstrukci, která je dána výkonem a rychlostí otáčení. Rotory nízkovýkonových modelů jsou vyrobeny ve formě několika párů permanentních magnetů. U výkonných synchronních strojů jsou rotory vybaveny budicími vinutími umístěnými v samostatných cívkách (vyčnívající pól) nebo ve štěrbinách profilovaného jádra z elektrotechnických ocelových plechů (rozmístěné).

Obrázek 5 Rotor s vyčnívajícími pólovými vinutími pole

Rozdíly mezi asynchronními a synchronními motory

Rozdíly mezi motory spočívají ve způsobu interakce magnetických polí statoru a rotoru.

U asynchronních elektromotorů rotující magnetické pole generované ve vinutí statoru indukuje EMF (elektromotorickou sílu) v uzavřeném obvodu rotoru „klece nakrátko“, pod jehož vlivem se v něm vytváří vlastní magnetické pole. V důsledku vzájemného působení protilehlých polí statoru a rotoru vzniká krouticí moment, který stahuje rotor a hřídel motoru do kruhového pohybu.

Při dosažení stejných rychlostí otáčení magnetického pole statoru a rotoru se zastaví indukce EMF v tyčích „klece nakrátko“, což vede ke zpomalení rychlosti otáčení rotoru v důsledku tendence točivý moment na nulu. Snížení rychlosti rotoru vede k opětovnému vzniku elektromotorické síly v uzavřené smyčce. Z tohoto důvodu není u asynchronních elektromotorů možné dosáhnout stejné rychlosti otáčení magnetického pole statoru a rychlosti rotoru.

U synchronních elektrických strojů je budicí vinutí rotoru přiváděno konstantní napětí bezkontaktní metodou nebo přes jednotku kartáč-komutátor. V důsledku toho se na pólových cívkách objeví konstantní magnetické pole. Opačné polární póly magnetických polí statoru a rotoru se k sobě přitahují a „zabírají“. Proto se rychlost otáčení rotoru vždy shoduje s frekvencí otáčení magnetického pole statoru.

Synchronní stroje bohužel nemají schopnost samočinného spouštění, protože frekvence rotace magnetického pole statoru neumožňuje, aby se rotor, který je v klidu, dostal do pohybu. Zrychlení motoru se proto provádí v asynchronním režimu. Pro tento účel obsahuje konstrukce rotoru vinutí nakrátko. Když motor zrychlí na asynchronní otáčky rotoru, přivede se napětí na budicí vinutí pomocí automatických ovládacích skříní a motor začne pracovat v synchronním režimu.

Výhody asynchronních motorů

Asynchronní elektrické stroje jsou pro svou jednoduchost konstrukce a ovládání a také nízké nároky na údržbu nejrozšířenější ve všech průmyslových odvětvích. Takové motory jsou žádané tam, kde je vyžadován nejen dlouhodobý provoz, ale také v podmínkách častých startů a zastavení. Mezi nevýhody asynchronních strojů patří citlivost na změny napájecího napětí a nemožnost udržet jmenovité otáčky rotoru při velkém zatížení hřídele.

Výhody synchronních motorů

Synchronní stroje mají vyšší účinnost a větší výkon ve srovnání s asynchronními stroji. Provoz takových motorů je minimálně ovlivněn kolísáním napájecího napětí. Kromě toho zůstává rychlost otáčení hřídele nezměněna i při vysokém zatížení. Mezi nevýhody lze identifikovat složitější konstrukci, která je způsobena přítomností jednotky kartáč-kolektor nebo vlastního generátoru stejnosměrného proudu (budiče). K ovládání synchronních motorů je navíc zapotřebí speciální zařízení.

Přihlaste se k odběru novinek, newsletteru:

Střídavé elektromotory se ve většině případů používají k pohonu různých instalací nebo mechanismů v těžkém a lehkém průmyslu. Stejnosměrné elektrické stroje jsou méně běžné a nejčastěji se používají jako hnací jednotky v městských elektrických vozidlech, vlacích, vysokozdvižných vozíkech a trolejbusech. Pro dosažení maximální energetické účinnosti ve výrobních procesech je nutné zvolit správný motor pro pohon. U společnosti Electric Drive Systems můžete nejen zakoupit synchronní a asynchronní motor, ale také zdarma získat kvalifikované poradenství od našich technických specialistů. Manažer zodpoví všechny vaše dotazy, vybere vhodné vybavení a také poskytne slevu na hromadné objednávky.

Jaký je rozdíl mezi synchronním motorem a asynchronním motorem?

Asynchronní a synchronní motor mají identickou konstrukci. Oba elektrické stroje mají stacionární stator, sestávající z vinutí (cívek) uložených v drážkách jádra z plechů z elektrooceli, a pohyblivý rotor. Vinutí statoru jsou vůči sobě přesazena pod úhlem 120°, takže jimi procházející elektrický proud vytváří rotující magnetické pole, které uvádí rotor do pohybu. Zde je rozdíl mezi synchronním a asynchronním motorem v konstrukci rotoru, na které závisí rychlost jeho otáčení.

Indukční motor

• siločáry magnetického pole statoru, křižující uzavřený obvod rotoru, v něm indukují elektromotorickou sílu, a tím jeho vlastní magnetické pole;
• v důsledku interakce těchto polí majících stejnou polaritu vzniká krouticí moment, který způsobuje otáčení rotoru;
• v okamžiku, kdy se rychlosti otáčení magnetických polí stanou stejnými, výskyt EMF v rotoru se zastaví, v důsledku čehož točivý moment má tendenci k nule;
• jakmile se otáčky rotoru začnou zpožďovat za rychlostí otáčení pole statoru, výskyt EMF se obnoví.

Chcete-li objednat synchronní nebo asynchronní motor, musíte kontaktovat technické specialisty společnosti Electric Drive Systems telefonicky uvedeným na webových stránkách nebo vyplněním formuláře zpětné vazby. Manažer provede bezplatnou konzultaci, zodpoví všechny vaše dotazy a pomůže vám s výběrem.

Synchronní motor

Rotor takových motorů je vybaven permanentními magnety nebo budicími vinutími. Vinutí mohou být jak výběžkové, tak rozmístěné (uložené do drážek rotoru). Kromě toho může mít rotor synchronního stroje i vinutí nakrátko.

Poté, co se rotor zrychlí na rychlost blízkou frekvenci otáčení magnetického pole statoru, je na pólové cívky prostřednictvím sestavy kartáč-kontakt přivedeno konstantní napětí, které v nich vybudí konstantní magnetické pole. Opačné póly magnetických polí se vzájemně přitahují a rychlost rotoru se stává synchronní.

Zrychlení rotoru lze provádět pomocí pomocného motoru nebo v asynchronním režimu díky zkratovanému vinutí.

Nevýhody a výhody motorů

Synchronní motory mají poměrně složitou konstrukci kvůli přítomnosti sady kartáčů. Jejich provoz navíc vyžaduje další stejnosměrný zdroj. Další nevýhodou je nemožnost jejich obsluhy s častými starty a zastaveními. To vše je však kompenzováno vysokým výkonem, účinností, odolností vůči kolísání napětí v elektrické síti a stabilní rychlostí otáčení hřídele bez ohledu na zatížení.

Na rozdíl od synchronních strojů je indukční motor citlivější na kolísání napětí a nedokáže udržet své jmenovité otáčky při zvyšování zátěže. Ale jednoduchost konstrukce, dlouhá životnost, všestrannost použití a možnost častého zapínání a vypínání činí tyto stroje nejběžnějšími v průmyslovém a domácím sektoru.

Наши преимущества

1. Dodáváme přímo od výrobce. Veškeré vybavení je dodáváno přímo od dodavatele a má všechny potřebné certifikáty a prohlášení o shodě.
2. Dodáváme po celém Rusku. Asynchronní, synchronní motory a další zařízení expedujeme během několika dnů po zaplacení.
3. Poskytujeme bezplatné konzultace. Naši techničtí specialisté vám pomohou s výběrem a kvalifikovaně poradí ve všech otázkách, které vás zajímají.
4. Vybíráme vybavení. Poskytujeme podporu a asistenci po celou dobu používání.
5. Na všechny typy zařízení poskytujeme záruku kvality.