موتورهای سنکرون



ساختمان این نوع موتورها اساسا شبیه به ژنراتورهای قطب برجسته می باشد و همانطور که گفته شد اعمال جریان سه فاز به استاتور، یک میدان مغناطیسی گردان در اطراف روتور تولید می کند ولی به این دلیل که روتور به یک منبع جریان مستقیم متصل است مانند یک آهنربای میله ای عمل می کند. بنابراین موتور سنکرون مانند یک آهنربای میله ای عمل کرده و در امتداد میدان مغناطیسی تولید شده در استاتور قرار می گیرد. در این حالت اگر میدان مغناطیسی دوران کند روتور هم همراه آن دچار دوران می شود.


@image


سرعت گردش میدان مغناطیسی به فرکانس جریان سه فاز اعمال شده به استاتور بستگی داشته و به دلیل اینکه فرکانس جریان ثابت است موتورهای سنکرون نیز با یک سرعت معین کار خواهند کرد. در نتیجه برای مواردی که از حالت بی باری تا حالتی که بار موتور ماکزیمم است سرعت ثابتی مورد نیاز باشد از این نوع موتورها استفاده می شود.

از جمله ایرادات موتورهای سنکرون این است که از حالت سکون و با اعمال جریان متناوب سه فاز قادر نیست شروع به کار کند. به دلیل اینکه جریان متناوب اعمال شده به استاتور، یک میدان گردان با سرعت بالا تولید می کند و این میدان گردان، قطب های روتور را آنچنان سریع عقب خواهد زد که موتور فرصت راه اندازی را پیدا نخواهد کرد.

به عبارت دیگر موتور سنکرون در موقع راه اندازی هیچ گونه کوپلی نداشته و به همین دلیل همواره به وسیله یک موتور القایی کوچک و یا توسط سیم پیچ هایی که معادل ترکیب یاد شده باشند راه اندازی خواهد شد. سپس زمانی که سرعت موتور به سرعتی نزدیک به سرعت سنکرون رسید به یک منبع جریان مستقیم وصل شده و روتور با میدان گردان به گردش خود ادامه خواهد داد. در ادامه خواهید دید که جریان متناوب سه فاز اعمال شده به سیم پیچی استاتور چگونه می تواند یک میدان مغناطیسی پالسی شکل که لازمه راندن موتور می باشد تولید کند.

هر لحظه که قطب های روتور به سیم پیچی استاتور نزدیک می شود جهت میدان استاتور باید به گونه ای در هر لحظه تغییر کند که آن را جذب کرده و گشتاوری در جهت حرکتش به آن اعمال نماید. بنابراین جریان میدان در سیم پیچی استاتور باید در فاصله ای که قطب های غیرهمنام روتور به سیم پیچی استاتور نزدیک می شود به اندازه نصف سیکل تغییر کند.


در شکل 6-3 شکل موج جریان های اعمال شده به استاتور سه فاز مذکور را نشان می دهد. در این شکل، موج ها دارای اختلاف فاز 120درجه ای می باشند. شکل موج ها نشان می دهد که سه میدان مغناطیسی توسط هر یک از سیم پیچ ها تولید می شود.

با استفاده از شکل موج های نشان داده شده در شکل بعدی می توان در هر دور معادل 60 درجه میدان های مغناطیسی تولید شده را با هم ترکیب کرد تا جهت میدان مغناطیسی منتجه پیدا شود. در نقطه 1 شکل موج C مثبت و شکل موج B منفی است. به عبارت دیگر جریان های گذرنده از سیم پیچ های فاز B و C غیر هم جهت می باشند. بنابراین جهت میان های مغناطیسی ناشی از B و C نیز غیرهم جهت می باشند. در بالای نقطه 1 جهت میدان به شکل ساده ای نشان داده شده است. توجه داشته باشید که B1 قطب شمال و B قطب جنوب است و به همین ترتیب C قطب شمال و C1 قطب جنوب می باشد. به دلیل اینکه در نقطه 1 هیچ گونه جریانی از سیم پیچ فاز عبور نمی کند و میدان مغناطیسی آن صفر است.


@image


در نقطه 2 یعنی 60 درجه بعد شکل موج جریان های فازهای A و B مساوی و مخالف یکدیگر بوده و شکل موج C صفر می باشد. بنابراین میدان مغناطیسی منتجه به اندازه 60 درجه دیگر چرخیده است. در نقطه 3 شکل موج صفر بوده و میدان مغناطیسی منتجه به اندازه 60 درجه دیگر خواهد چرخید. به همین ترتیب از نقطه 1 تا 7 مشابه یک سیکل جریان متناوب، میدان مغناطیسی منتجه به اندازه یک دور کامل خواهد چرخید.

بنابراین می توان گفت که اعمال جریان متناوب سه فاز به سه سیم پیچ که به طور قرینه در اطراف استاتور جای گرفته باشند یک میدان مغناطیسی گردان ایجاد خواهد شد که این میدان باعث دوران روتور می شود.

مقاله مرتبط


نحوه راه اندازی الکتروموتورها

این نوع راه انداز دارای یک مقاومت می باشد که شیارهایی بر روی آن وجود دارد.

موتورهای الکتریکی AC

به دلیل اینکه مقدار زیادی از قدرت الکتریکی تولید شده به صورت متناوب است اکثر موتورها به شکلی طراحی می شوند که به جریان متناوب کار کنند.

موتورهای القایی دوفاز

موتورهای القایی برای کار کردن به صورت موتورهای دوفاز و سه فاز طراحی شده اند اما در تمام موارد، جریان متناوب اعمال شده به استاتور یک میدان گردان تولید می کند تا روتور را به همراه خود بکشد.

اصول کار ماشین های الکتریکی

اصول کار ماشین های الکتریکی بدین شکل است که انرژی الکتریکی را به مکانیکی و بالعکس تبدیل می نماید. ماشین های القایی، ماشین های جریان مستقیم (DC) و ماشین های سنکرون از جمله مهم ترین دستگاه هایی هستند که این نوع از تبدیل انرژی را انجام می دهند.