Contenuto del motore sincrono

I motori sincroni sono un motore CA comune come i motori a induzione. Le caratteristiche sono: durante il funzionamento stazionario, esiste una relazione costante tra la velocità del rotore e la frequenza della rete n=ns=60f/p, e ns diventa la velocità sincrona. Se la frequenza della rete rimane invariata, la velocità del motore sincrono è costante in regime stazionario e non ha nulla a che fare con l'entità del carico. I motori sincroni si dividono in generatori sincroni e motori sincroni. Le macchine CA nelle moderne centrali elettriche sono principalmente motori sincroni.
Principio di funzionamento
Creazione del campo magnetico principale: l'avvolgimento di eccitazione viene fatto passare con una corrente di eccitazione CC per stabilire un campo magnetico di eccitazione con polarità alternata, cioè per stabilire il campo magnetico principale.
Conduttore che trasporta corrente: l'avvolgimento dell'indotto simmetrico trifase funge da avvolgimento di potenza e diventa il portatore del potenziale indotto o della corrente indotta.
Movimento di taglio: il motore primo trascina il rotore per ruotare (immette energia meccanica nel motore) e il campo magnetico di eccitazione con polarità alternata ruota con l'albero e taglia in sequenza gli avvolgimenti dello statore di ciascuna fase (equivalente al conduttore dell'avvolgimento tagliando in senso inverso il campo magnetico di eccitazione). [2]
Generazione di potenziale alternato: A causa del movimento di taglio relativo tra l'avvolgimento dell'indotto e il campo magnetico principale, nell'avvolgimento dell'indotto viene indotto un potenziale alternato simmetrico trifase con variazioni periodiche di grandezza e direzione. L'alimentazione CA può essere fornita tramite il cavo.
Alternanza e simmetria: a causa della polarità alternata del campo magnetico rotante, si alterna la polarità del potenziale indotto; grazie alla simmetria dell'avvolgimento dell'indotto è garantita la simmetria trifase del potenziale indotto. [2]
I. Motore sincrono CA
Il motore sincrono CA è un motore con azionamento a velocità costante. La velocità del suo rotore mantiene un rapporto proporzionale costante con la frequenza di alimentazione. È ampiamente utilizzato negli strumenti elettronici, nelle moderne apparecchiature per ufficio, nelle macchine tessili, ecc.
II. Motore sincrono a magneti permanenti
Il motore sincrono a magnete permanente appartiene al motore sincrono a magnete permanente con avviamento asincrono. Il suo sistema di campo magnetico è costituito da uno o più magneti permanenti. Di solito viene installato con poli a magnete permanente in base al numero di poli richiesto nel rotore a gabbia realizzato in fusione di alluminio o barre di rame. La struttura dello statore è simile a quella del motore asincrono.
Quando l'avvolgimento dello statore è collegato all'alimentazione, il motore inizia a ruotare secondo il principio del motore asincrono. Quando accelera alla velocità sincrona, la coppia elettromagnetica sincrona generata dal campo magnetico permanente del rotore e dal campo magnetico dello statore (la coppia elettromagnetica generata dal campo magnetico permanente del rotore e la coppia di riluttanza generata dal campo magnetico dello statore) sincronizza il rotore e il motore entra in funzionamento sincrono.
Motore sincrono a riluttanza Il motore sincrono a riluttanza, noto anche come motore sincrono a reazione, è un motore sincrono che utilizza la riluttanza disuguale dell'asse di quadratura del rotore e dell'asse diretto per generare una coppia di riluttanza. Il suo statore è simile alla struttura dello statore del motore asincrono, ma la struttura del rotore è diversa.
3. Motore sincrono a riluttanza
Evoluto dal motore asincrono a gabbia, per consentire al motore di generare una coppia di avviamento asincrona, il rotore è inoltre dotato di avvolgimento a gabbia in alluminio pressofuso. Il rotore è provvisto di cave di reazione corrispondenti al numero di poli dello statore (viene utilizzata solo la parte polare saliente, senza avvolgimento di eccitazione e magnete permanente) per generare una coppia sincrona di riluttanza. In base alle diverse strutture delle scanalature di reazione sul rotore, questo può essere suddiviso in rotore di reazione interno, rotore di reazione esterno e rotore di reazione interno ed esterno. Tra questi, la scanalatura di reazione del rotore di reazione esterno è aperta sul cerchio esterno del rotore, in modo che il traferro nella direzione dell'asse diretto e dell'asse di quadratura non sia uguale. Il rotore di reazione interno presenta scanalature interne che bloccano il flusso magnetico nella direzione dell'asse di quadratura e aumentano la resistenza magnetica. Il rotore di reazione interno ed esterno combina le caratteristiche strutturali dei due rotori precedenti e la differenza tra l'asse diretto e l'asse di quadratura è ampia, il che aumenta la potenza del motore. I motori sincroni a riluttanza sono anche suddivisi in tipo di funzionamento con condensatore monofase, tipo di avviamento con condensatore monofase, tipo di condensatore monofase a doppio valore e altri tipi.
4. Motore sincrono ad isteresi
Il motore sincrono con isteresi è un motore sincrono che utilizza materiali di isteresi per generare una coppia di isteresi. È suddiviso in motore sincrono con isteresi del rotore interno, motore sincrono con isteresi del rotore esterno e motore sincrono con isteresi a polo ombreggiato monofase.
La struttura del rotore del motore sincrono con isteresi del rotore interno è del tipo a poli nascosti, l'aspetto è un cilindro liscio, non c'è avvolgimento sul rotore, ma è presente uno strato anulare efficace fatto di materiale di isteresi sul cerchio esterno del nucleo.
Dopo che l'avvolgimento dello statore è stato collegato all'alimentazione, il campo magnetico rotante generato fa sì che il rotore con isteresi generi una coppia asincrona e inizi a ruotare, quindi entra automaticamente nello stato di funzionamento sincrono. Quando il motore funziona in modo asincrono, il campo magnetico rotante dello statore magnetizza ripetutamente il rotore alla frequenza di scorrimento; durante il funzionamento in modo sincrono, il materiale di isteresi sul rotore viene magnetizzato e compaiono poli magnetici permanenti, generando così una coppia sincrona. L'avviatore statico utilizza come regolatore di tensione un tiristore antiparallelo trifase, collegato tra l'alimentazione e lo statore del motore. Questo circuito è come un circuito raddrizzatore a ponte trifase completamente controllato. Quando si utilizza l'avviatore statico per avviare il motore, la tensione di uscita del tiristore aumenta gradualmente e il motore accelera gradualmente fino all'accensione completa del tiristore. Il motore funziona in base alle caratteristiche meccaniche della tensione nominale, ottenendo un avviamento regolare, riducendo la corrente di avviamento ed evitando l'intervento per sovracorrente. Quando il motore raggiunge la velocità nominale, il processo di avviamento termina e l'avviatore statico sostituisce automaticamente il tiristore che ha completato il compito con il contattore di bypass per fornire la tensione nominale per il normale funzionamento del motore, in modo da ridurre la perdita di calore del tiristore, prolungare la durata dell'avviatore statico, migliorarne l'efficienza operativa ed evitare l'inquinamento armonico nella rete elettrica. L'avviatore statico fornisce anche una funzione di arresto graduale. Il processo di arresto graduale è opposto al processo di avvio graduale. La tensione diminuisce gradualmente e il numero di giri scende gradualmente fino a zero, evitando lo shock di coppia causato dall'arresto libero.