Motori sincroni AC. Schema, descrizione

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Motori elettrici. Motori sincroni AC. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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Motore sincrono è un progetto in cui (a differenza di un motore asincrono) la velocità di rotazione è costante sotto carichi diversi.

Composizione del motore

I motori sincroni vengono utilizzati per azionare macchine a velocità costante (pompe, compressori, ventilatori). Lo statore di un motore elettrico sincrono contiene un avvolgimento collegato a una rete di corrente trifase e forma un campo magnetico rotante. Il rotore del motore è costituito da un nucleo con un avvolgimento di eccitazione.

L'avvolgimento di campo è collegato a una sorgente CC tramite collettori rotanti. La corrente di avvolgimento di campo crea un campo magnetico che magnetizza il rotore. I rotori delle macchine sincrone possono essere a poli salienti (con poli salienti) e non salienti (a poli impliciti).

Nella fig. 16.13, e mostra il nucleo 1 di un rotore a poli salienti con poli sporgenti. Ai poli si trovano le bobine di eccitazione 2. In Fig. 16.13, b mostra un rotore a poli non salienti, che è un cilindro ferromagnetico 1. Sulla superficie del rotore sono fresate delle scanalature nella direzione assiale in cui è posizionato l'avvolgimento di eccitazione 2.

Motori sincroni AC
Riso. 16.13. Tipi di nuclei dei motori elettrici sincroni: a - nucleo del rotore a poli salienti; b - rotore polare non saliente

Come funziona

Considerare il principio di funzionamento di un motore sincrono secondo la fig. 16.14.

Motori sincroni AC
Riso. 16.14. Modello di funzionamento a motore sincrono

Immaginiamo il campo magnetico rotante dello statore come magnete 1. Rappresentiamo il rotore magnetizzato come magnete 2. Ruotiamo il magnete 1 dell'angolo a. Il polo nord magnetico del magnete 1 attirerà il polo sud del magnete 2, e il polo sud del magnete 1 attirerà il polo nord del magnete 2. Il magnete 2 ruoterà con lo stesso angolo α. Ruoteremo il magnete 1. Il magnete 2 ruoterà insieme al magnete 1 e le frequenze di rotazione di entrambi i magneti saranno le stesse, sincrone: n₂ =n₁.

Un motore sincrono il cui rotore non ha un avvolgimento di eccitazione è chiamato motore sincrono a riluttanza.

Il rotore di un motore sincrono a riluttanza è realizzato in materiale ferromagnetico e deve avere poli salienti. Il campo magnetico rotante dello statore magnetizza il rotore. Un rotore a polo saliente ha una resistenza magnetica disuguale lungo gli assi longitudinale e trasversale del polo. Le linee del campo magnetico dello statore si piegano, cercando di seguire un percorso con minore resistenza magnetica.

La deformazione del campo magnetico causerà, a causa delle proprietà elastiche delle linee di forza, una coppia reattiva che fa ruotare il rotore in modo sincrono con il campo dello statore. Se viene applicata una coppia frenante a un rotore rotante, l'asse del campo magnetico del rotore ruoterà di un angolo rispetto all'asse del campo magnetico dello statore.

All'aumentare del carico, questo angolo aumenta. Se il carico supera un determinato valore consentito, il motore si fermerà e perderà la sincronizzazione. I motori sincroni non hanno coppia di avviamento. Ciò è spiegato dal fatto che la coppia elettromagnetica che agisce sul rotore stazionario cambia direzione due volte durante il periodo T della corrente alternata. A causa della sua inerzia, il rotore non ha il tempo di avviarsi e di compiere il numero di giri richiesto. Attualmente viene utilizzato l'avviamento asincrono di un motore sincrono. Un ulteriore avvolgimento cortocircuitato è inserito nelle fessure dei poli del rotore.

Il campo magnetico rotante dello statore induce correnti parassite nell'avvolgimento di avviamento cortocircuitato. Quando queste correnti interagiscono con il campo magnetico dello statore, si forma una coppia elettromagnetica asincrona che fa ruotare il rotore. Quando la velocità del rotore si avvicina alla velocità del campo dello statore, il motore viene portato in sincronismo e ruota a velocità sincrona. L'avvolgimento cortocircuitato non si muove rispetto al campo, non vengono indotte correnti parassite e la coppia di avviamento asincrona diventa zero.

Autore: Koryakin-Chernyak S.L.

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