Różnica między silnikiem synchronicznym a asynchronicznym.

Silniki elektryczne są dwojakiego rodzaju - synchroniczne i asynchroniczne. Jakie są oba?

Co to jest silnik synchroniczny?

Przez synchroniczny zwyczajowo odnosi się do silników elektrycznych, które działają na prąd zmienny i mają wirnik o częstotliwości rotacji, która pokrywa się z częstotliwością rotacji pola magnetycznego w projekcie jednostki.

Kluczowe elementy synchronicznego silnika elektrycznego:

  1. twornik;
  2. cewka indukcyjna.

Pierwszy element zespołu znajduje się na stojanie. Cewka indukcyjna znajduje się na wirniku, który jest oddzielony od stojana szczeliną powietrzną. Struktura twornika jest reprezentowana przez uzwojenie (jedno lub więcej). Prądy dostarczane do odpowiedniego elementu silnika tworzą pole magnetyczne, które wiruje z określoną częstotliwością i oddziałuje z polem cewki indukcyjnej. Cewka zawiera 2 bieguny - w postaci magnesów trwałych.

Jednostka synchroniczna może pracować w dwóch trybach:

  • jako silnik elektryczny;
  • jako generator.

Pierwszy tryb działania polega na oddziaływaniu pola magnetycznego powstającego na zworze i pola powstającego na biegunach wzbudnika. Silnik synchroniczny w trybie generatora działa dzięki indukcji elektromagnetycznej: podczas obrotu wirnika pole magnetyczne, które powstaje na uzwojeniu, oddziałuje z kolei z fazami uzwojenia na stojanie, w wyniku czego elektromotoryczny generowana jest siła.

Co to jest silnik indukcyjny?

Przez asynchroniczny zwyczajowo odnosi się do silników elektrycznych, w których prędkość obrotowa jednego z kluczowych elementów – wirnika – nie pokrywa się z prędkością obrotową wytwarzanego pola magnetycznego przez prąd występujący na uzwojeniu stojana. Agregaty asynchroniczne są czasami nazywane agregatami indukcyjnymi. Wynika to z faktu, że prąd jest indukowany w uzwojeniu wirnika pod wpływem pola magnetycznego stojana.

W konstrukcji silnika indukcyjnego występują stojan i wirnik, które są oddzielone szczeliną powietrzną. Główne aktywne elementy zespołu:

  • uzwojenie;
  • obwód magnetyczny.

Ważną rolę w pracy silnika indukcyjnego odgrywają dodatkowe elementy konstrukcyjne zapewniające wytrzymałość, chłodzenie i stabilność urządzenia.

Porównanie

Główna różnica pomiędzy silnikiem synchronicznym a asynchronicznym polega na stosunku prędkości wirnika do pola magnetycznego. W pierwszym typie agregatu oba wskaźniki są takie same. W maszynie asynchronicznej są różne.

Można zauważyć, że silniki elektryczne drugiego typu są generalnie bardziej powszechne niż pierwsze. Jednocześnie jednostki asynchroniczne najczęściej prezentowane są w wersji, w której montowany jest wirnik klatkowy. Urządzenia te mają szereg istotnych zalet w porównaniu z silnikami elektrycznymi innych kategorii. Mianowicie:

  1. prostota konstrukcji, niezawodność;
  2. stosunkowo niskie koszty produkcji, eksploatacji;
  3. możliwość funkcjonowania przy wykorzystaniu dostępnych zasobów sieciowych bez podłączania konwerterów.

Jednocześnie maszyny asynchroniczne z wirnikiem klatkowym mają szereg wad. Mianowicie:

  • obecność małego momentu rozruchowego;
  • obecność dużego prądu rozruchowego;
  • zmniejszony współczynnik mocy;
  • ​​
  • słabe prowadzenie w zakresie kontroli prędkości;
  • zależność maksymalnej prędkości od częstotliwości sieci elektrycznej;
  • moment elektromagnetyczny w silnikach indukcyjnych tego typu charakteryzuje się dużą wrażliwością na spadek napięcia w sieci.

Z kolei jednostki synchroniczne mają również niezaprzeczalne zalety. Należą do nich:

  • stosunkowo niska wrażliwość na spadki napięcia w sieci;
  • Stabilność obrotowa niezależnie od obciążenia wirnika.

Silniki synchroniczne mają również wady:

  • względna złożoność konstrukcji;
  • trudność uruchomienia wirnika w ruchu.

Zanotowane cechy pracy jednostek synchronicznych i asynchronicznych sprawiają, że optymalne jest wykorzystanie tych pierwszych, jeśli wymagana moc silnika w systemie (np. w ramach infrastruktury linii fabrycznej) wynosić około 100 kW lub więcej. W innych przypadkach z reguły bardziej preferowane staje się użycie maszyn asynchronicznych.

Po rozważeniu, czym różni się silnik synchroniczny od asynchronicznego, uwzględnimy wnioski zawarte w tabeli.

Tabela

Silnik synchroniczny Silnik asynchroniczny
Obrót wirnika i pola magnetycznego w silnikach synchronicznych odbywa się z tą samą częstotliwościąObrót wirnika i pola magnetycznego w zespołach asynchronicznych odbywa się z różnymi częstotliwościami
Ma często bardziej złożoną konstrukcjęZwykle mniej złożoną konstrukcję
Optymalna dla wymaganej mocy 100 kW lub większejOptymalne dla wymaganej mocy poniżej 100 kW
.