Definicja: Silnik, który pracuje z prędkością synchroniczną jest znany jako silnik synchroniczny. Prędkość synchroniczna jest stałą prędkością, przy której silnik generuje siłę elektromotoryczną. The synchronous motor is used for converting the electrical energy into mechanical energy.

Construction of Synchronous Motor

The stator and the rotor are the two main parts of the synchronous motor. Stojan staje się nieruchomy i przenosi uzwojenie twornika silnika. Uzwojenie twornika jest głównym uzwojeniem, z powodu którego w silniku indukuje się EMF. Wirnik przenosi uzwojenia pola. Główny strumień pola indukuje się w wirniku. Wirnik jest projektowany na dwa sposoby, tj. wirnik z biegunami obojętnymi i wirnik bez biegunów obojętnych. Silnik synchroniczny wykorzystuje wirnik z biegunami obojętnymi. Słowo salient oznacza bieguny wirnika wystające w kierunku uzwojeń twornika. Wirnik silnika synchronicznego wykonany jest z laminatów stalowych. Laminaty zmniejszają straty wiroprądowe występujące na uzwojeniu transformatora. Wirnik z biegunami obojętnymi jest najczęściej stosowany do projektowania silników średnio- i niskoobrotowych. W celu uzyskania wysokiej prędkości obrotowej w silniku stosowany jest wirnik cylindryczny.

Praca silnika synchronicznego

Stojan i wirnik to dwie główne części silnika synchronicznego. Stojan jest częścią nieruchomą, a wirnik jest częścią obrotową maszyny. Stojan silnika jest zasilany trójfazowym prądem zmiennym.

Stojan i wirnik są wzbudzane oddzielnie. Wzbudzanie jest procesem indukowania pola magnetycznego na częściach silnika za pomocą prądu elektrycznego.

Gdy trójfazowe zasilanie jest podawane do stojana, wirujące pole magnetyczne rozwija się pomiędzy stojanem a szczeliną wirnika. Pole posiadające ruchomą biegunowość nazywane jest wirującym polem magnetycznym. Wirujące pole magnetyczne rozwija się tylko w systemie polifazowym. Z powodu wirującego pola magnetycznego na stojanie rozwijają się bieguny północny i południowy.

Wirnik jest wzbudzany przez zasilanie prądem stałym. Zasilanie prądem stałym indukuje bieguny północny i południowy na wirniku. Ponieważ zasilanie prądem stałym pozostaje stałe, strumień indukowany na wirniku pozostaje taki sam. Zatem strumień ma stałą polaryzację. Biegun północny rozwija się na jednym końcu wirnika, a biegun południowy na drugim końcu.

Prąd zmienny jest sinusoidalny. Biegunowość fali zmienia się w każdym półcyklu, tzn. fala pozostaje dodatnia w pierwszym półcyklu i staje się ujemna w drugim półcyklu. Dodatni i ujemny półcykl fali rozwija odpowiednio północny i południowy biegun na stojanie.

Gdy wirnik i stojan mają ten sam biegun po tej samej stronie, odpychają się wzajemnie. Jeśli mają przeciwne bieguny, to się przyciągają. Można to łatwo zrozumieć za pomocą rysunku pokazanego poniżej: Wirnik przyciąga się do bieguna stojana przez pierwsze pół cyklu zasilania i odpycha się przez drugie pół cyklu. Stąd wirnik staje się pulsujący tylko w jednym miejscu. Jest to powód, z powodu którego silnik synchroniczny nie jest samorozruchowy.

Prime mover jest używany do obracania silnika. Prime mover obraca wirnik z prędkością synchroniczną. Prędkość synchroniczna jest stałą prędkością maszyny, której wartość zależy od częstotliwości i liczby biegunów maszyny.

Gdy wirnik zaczyna obracać się z prędkością synchroniczną, silnik odłącza się od prime movera. Zasilanie prądem stałym jest dostarczane do wirnika, dzięki czemu biegun północny i południowy rozwijają się na swoich końcach

Północny i południowy biegun wirnika i stojana blokują się wzajemnie. W ten sposób wirnik zaczyna się obracać z prędkością wirującego pola magnetycznego. Silnik pracuje z prędkością synchroniczną. Prędkość silnika może być zmieniana tylko poprzez zmianę częstotliwości zasilania.

Główne cechy silnika synchronicznego

• Prędkość silnika synchronicznego jest niezależna od obciążenia, tzn. zmiana obciążenia nie wpływa na prędkość silnika.
• Silnik synchroniczny nie jest samorozruchowy. Prime mover jest używany do obracania silnika przy jego prędkości synchronicznej.
• Silnik synchroniczny pracuje zarówno dla wiodącego jak i opóźnionego współczynnika mocy.

Silnik synchroniczny może być również uruchomiony za pomocą uzwojeń tłumika.

.