Synchrone motor versus inductiemotor
Zowel inductiemotoren als synchrone motoren zijn AC-motoren die worden gebruikt om elektrische energie om te zetten in mechanische energie.
Meer over inductiemotoren
Gebaseerd op de principes van elektromagnetische inductie, werden de eerste inductiemotoren uitgevonden door Nikola Tesla (in 1883) en Galileo Ferraris (in 1885), onafhankelijk van elkaar. Vanwege de eenvoudige constructie en het robuuste gebruik en de lage constructie- en onderhoudskosten, waren inductiemotoren de voorkeur boven veel andere AC-motoren voor zwaar materieel en machines.
Constructie en montage van de inductiemotor zijn eenvoudig. De twee belangrijkste onderdelen van de inductiemotor zijn de stator en de rotor. De stator in de inductiemotor is een reeks concentrische magnetische polen (meestal elektromagneten) en de rotor is een reeks gesloten wikkelingen of aluminium staven die op dezelfde manier zijn gerangschikt als een eekhoornkooi, vandaar de naam eekhoornkooi-rotor. De as om het geproduceerde koppel te leveren, loopt door de as van de rotor. De rotor is in de cilindrische holte van de stator geplaatst, maar is niet elektrisch verbonden met een extern circuit. Er wordt geen commutator of borstels of ander verbindingsmechanisme gebruikt om stroom aan de rotor te leveren.
Zoals elke motor gebruikt hij magnetische krachten om de rotor te laten draaien. De verbindingen in de statorspoelen zijn zo gerangschikt dat tegenoverliggende polen precies aan de tegenoverliggende zijde van de statorspoelen worden gegenereerd. In de opstartfase worden magnetische polen gecreëerd op een periodiek verschuivende manier langs de omtrek. Dit zorgt voor een verandering in de flux over de wikkelingen in de rotor en wekt een stroom op. Deze geïnduceerde stroom genereert een magnetisch veld in de rotorwikkelingen, en de interactie tussen het statorveld en het geïnduceerde veld drijft de motor aan.
Inductiemotoren zijn gemaakt om te werken in zowel enkelfasige als meerfasige stromen, dit laatste voor zware machines die een groot koppel vereisen. De snelheid van de inductiemotoren kan worden geregeld door het aantal magnetische polen in de statorpool te gebruiken of door de frequentie van de ingangsstroombron te regelen. De slip, een maat om het motorkoppel te bepalen, geeft een indicatie van het motorrendement. De kortgesloten rotorwikkelingen hebben een kleine weerstand, wat resulteert in een grote stroom die wordt geïnduceerd voor een kleine slip in de rotor; daarom produceert het een groot koppel.
Bij de maximaal mogelijke belastingsomstandigheden, voor kleine motoren, is de slip ongeveer 4-6% en 1,5-2% voor grote motoren, daarom worden inductiemotoren geacht een snelheidsregeling te hebben en worden ze beschouwd als motoren met constant toerental. Toch is de rotatiesnelheid van de rotor langzamer dan de frequentie van de ingangsstroombron.
Meer over synchrone motor
Synchrone motor is het andere belangrijke type AC-motor. Synchrone motor is ontworpen om te werken zonder enig verschil in de rotatiesnelheid van de as en de frequentie van de AC-bronstroom; de rotatieperiode is een integraal veelvoud van AC-cycli.
Er zijn drie hoofdtypen synchrone motoren; permanentmagneetmotoren, hysteresismotoren en reluctantiemotoren. Permanente magneten gemaakt van neodymium-boor-ijzer, samarium-kobalt of ferriet worden gebruikt als permanente magneten op de rotor. Aandrijvingen met variabele snelheid, waarbij de stator wordt gevoed door een variabele frequentie, variabele spanning, is de belangrijkste toepassing van permanentmagneetmotoren. Deze worden gebruikt in apparaten die nauwkeurige snelheids- en positieregeling nodig hebben.
De hysteresismotoren hebben een massieve, gladde cilindrische rotor, die is gegoten uit magnetisch "hard" kobaltstaal met hoge coërciviteit. Dit materiaal heeft een brede hysteresislus, dat wil zeggen dat als het eenmaal in een bepaalde richting is gemagnetiseerd, het een groot omgekeerd magnetisch veld in de tegenovergestelde richting nodig heeft om de magnetisatie om te keren. Als resultaat heeft de hysteresismotor een vertragingshoek 8, die onafhankelijk is van de snelheid; het ontwikkelt een constant koppel van opstarten tot synchrone snelheid. Daarom is het zelfstartend en heeft het geen inductiewikkeling nodig om het te starten.
Inductiemotor versus synchrone motor
Synchrone motoren werken met synchrone snelheid (RPM = 120f / p), terwijl inductiemotoren werken met minder dan synchrone snelheid (RPM = 120f / p - slip), en slip is bijna nul bij nullastkoppel en de slip neemt toe met het belastingskoppel.
• Synchrone motoren hebben gelijkstroom nodig om het veld in de rotorwikkelingen te creëren; inductiemotoren hoeven geen stroom aan de rotor te leveren.
• Synchrone motoren hebben sleepringen en borstels nodig om de rotor op de voeding aan te sluiten. Inductiemotoren hebben geen sleepringen nodig.
• Synchrone motoren vereisen wikkelingen in de rotor, terwijl inductiemotoren meestal worden geconstrueerd met geleidingsstaven in de rotor of kortgesloten wikkelingen gebruiken om een "eekhoornkooi" te vormen.
