Synchronmotor – Aufbau und Funktion

By | September 23, 2022

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Synchronmotor und Induktionsmotor sind die am weitesten verbreiteten Arten von Wechselstrommotoren. Der Aufbau eines Synchronmotors ähnelt einem Wechselstromgenerator (Wechselstromgenerator). Ein gleiches Synchronmaschine kann als Synchronmotor oder als Lichtmaschine verwendet werden. Synchronmotoren sind in einer großen Auswahl erhältlich, im Allgemeinen mit Nennleistungen zwischen 150 kW und 15 MW und Drehzahlen zwischen 150 und 1800 U/min.

Aufbau eines Synchronmotors

Aufbau eines Synchronmotors

Das Aufbau eines Synchronmotors (mit Schenkelpolrotor) ist wie in der Abbildung links dargestellt. Wie jeder andere Motor besteht er aus einem Stator und einem Rotor. Der Statorkern ist mit einer dünnen Silikonlaminierung konstruiert und durch eine Oberflächenbeschichtung isoliert, um die Wirbelstrom- und Hystereseverluste zu minimieren. Der Stator hat innen axiale Schlitze, in denen die dreiphasige Statorwicklung platziert ist. Der Stator ist mit einer Dreiphasenwicklung für eine bestimmte Anzahl von Polen gleich den Rotorpolen gewickelt.

Das Läufer in Synchronmotoren ist meistens vom hervorstehenden Poltyp. Die Rotorwicklung wird über Schleifringe mit Gleichstrom versorgt. Der Gleichstrom erregt die Rotorwicklung und erzeugt elektromagnetische Pole. In manchen Fällen können auch Permanentmagnete verwendet werden. Die obige Abbildung veranschaulicht die Aufbau eines Synchronmotors sehr kurz.

Funktion des Synchronmotors

Der Stator ist für die gleiche Polzahl wie der Rotor gewickelt und wird mit einer dreiphasigen Wechselstromversorgung gespeist. Die 3-Phasen-Wechselstromversorgung erzeugt ein rotierendes Magnetfeld im Stator. Die Rotorwicklung wird mit einer Gleichstromversorgung gespeist, die den Rotor magnetisiert. Betrachten Sie einen Zweipol Synchronmaschine wie in der Abbildung unten gezeigt.

Funktion des Synchronmotors

  • Jetzt drehen sich die Statorpole mit synchroner Geschwindigkeit (sagen wir im Uhrzeigersinn). Wenn die Rotorposition so ist, dass sich der N-Pol des Rotors in der Nähe des N-Pols des Stators befindet (wie im ersten Schema der obigen Abbildung gezeigt), stoßen sich die Pole des Stators und des Rotors gegenseitig ab und die Das erzeugte Drehmoment ist gegen den Uhrzeigersinn.
  • Die Statorpole drehen sich mit synchroner Geschwindigkeit, drehen sich sehr schnell und tauschen ihre Position aus. Aber sehr bald kann sich der Rotor nicht mit demselben Winkel drehen (aufgrund von Trägheit), und die nächste Position wird wahrscheinlich das zweite Schema in der obigen Abbildung sein. In diesem Fall ziehen die Pole des Stators die Pole des Rotors an Das erzeugte Drehmoment ist im Uhrzeigersinn.
  • Daher wird der Rotor einem sich schnell umkehrenden Drehmoment ausgesetzt und der Motor startet nicht.

Wenn der Rotor jedoch durch eine äußere Kraft (in Richtung des Drehfelds des Stators) auf die Synchrondrehzahl des Stators gedreht wird und das Rotorfeld nahe der Synchrondrehzahl erregt wird, ziehen sich die Pole des Stators weiter an die entgegengesetzten Pole des Rotors (da sich der Rotor jetzt auch mit ihm dreht und die Position der Pole während des gesamten Zyklus ähnlich sein wird). Nun erfährt der Rotor ein unidirektionales Drehmoment. Die entgegengesetzten Pole von Stator und Rotor werden miteinander verriegelt, und der Rotor dreht sich mit synchroner Geschwindigkeit.

Charakteristische Merkmale eines Synchronmotors

  • Der Synchronmotor läuft entweder mit synchroner Drehzahl oder gar nicht.
  • Die einzige Möglichkeit, seine Geschwindigkeit zu ändern, besteht darin, seine Versorgungsfrequenz zu ändern. (Als Ns = 120f / P)
  • Synchronmotoren sind nicht selbststartend. Sie benötigen eine äußere Kraft, um sie in die Nähe der Synchrongeschwindigkeit zu bringen.
  • Sie können unter jedem Leistungsfaktor betrieben werden, sowohl nacheilend als auch voreilend. Daher können Synchronmotoren zur Verbesserung des Leistungsfaktors verwendet werden.

Anwendung des Synchronmotors

  • Da der Synchronmotor sowohl mit voreilendem als auch mit nacheilendem Leistungsfaktor betrieben werden kann, kann er zur Verbesserung des Leistungsfaktors verwendet werden. Ein Synchronmotor im Leerlauf mit führendem Leistungsfaktor ist in einem Netz angeschlossen, in dem statische Kondensatoren nicht verwendet werden können.
  • Es wird dort eingesetzt, wo hohe Leistung bei niedriger Geschwindigkeit erforderlich ist. Wie Walzwerke, Hacker, Mischer, Pumpen, Pumpen, Kompressor etc.