Sinhroni motorji

Sinhroni motor je tisti, pri katerem se rotor običajno vrti z enako hitrostjo kot vrtilno polje v stroju. Stator je podoben statorju indukcijskega stroja, sestavljenega iz cilindričnega železnega okvirja z navitji, običajno trifaznimi, nameščenimi v režah okoli notranjega oboda. Razlika je v rotorju, ki običajno vsebuje izolirano navitje, ki je prek drsnih obročev ali drugih sredstev povezano z virom enosmernega toka (glejslika).

Načelo delovanja sinhronskega motorja je mogoče razumeti, če upoštevamo, da statorska navitja priključimo na trifazno napajanje z izmeničnim tokom. Učinek statorskega toka je vzpostavitev magnetnega polja, ki se vrti za 120f/pvrtljajev na minuto za frekvencofhertz in zapdrogovi. Enosmerni tok v ap- polno navijanje na rotorju bo prav tako ustvarilo magnetno polje, ki se vrti s hitrostjo rotorja. Če je hitrost rotorja enaka hitrosti polja statorja in ni navora obremenitve, bosta ti dve magnetni polji težili k poravnavi med seboj. Ko se uporabi mehanska obremenitev, rotor zdrsne nazaj za nekaj stopinj glede na vrtilno polje statorja, pri čemer razvije navor in ga to vrtilno polje še naprej vleče. Kot med polji se poveča, ko se poveča navor obremenitve. Največji razpoložljivi navor je dosežen, ko je kot, za katerega polje rotorja zaostaja za poljem statorja, 90 stopinj. Uporaba večjega navora obremenitve bo zaustavila motor.

Ena od prednosti sinhronskega motorja je, da lahko magnetno polje stroja ustvari enosmerni tok v navitju polja, tako da morajo navitja statorja zagotavljati samo komponento moči toka v fazi z uporabljeno statorsko napetostjo, tj. motor lahko deluje pri faktorju moči enote. Ta pogoj zmanjša izgube in segrevanje v statorskih navitjih.

Sinhroni motor z enosmernim tokom samo z vzbujevalnim navitjem se ne bi sam zagnal. Pri kateri koli hitrosti, razen pri sinhroni hitrosti, bi njegov rotor doživel nihajoči navor ničelne povprečne vrednosti, ko rotirajoče magnetno polje vedno znova prehaja počasneje premikajoči se rotor. Običajno se rotorju doda kratkostično navitje, podobno kot pri indukcijskem stroju, da se zagotovi začetni navor. Motor se zažene s polno ali zmanjšano napetostjo statorja in se dvigne na približno 95 odstotkov sinhrone hitrosti, običajno s kratkim stikom navitja polja, da se zaščiti pred čezmerno inducirano napetostjo. Nato se uporabi poljski tok in rotor se sinhronizira z vrtljivim poljem.