Forskjellen mellom induksjonsmotor og synkron motor

Hovedforskjell - Induksjonsmotor mot synkron motor

Induksjonsmotorer og synkronmotorer er to forskjellige typer vekselstrømsmotorer. De inneholder begge en stator som skaper et roterende magnetfelt, og en rotor som roterer som svar. De hovedforskjell mellom induksjonsmotor og synkron motor er det, i synkronmotorer roterer rotorene med samme hastighet som magnetfeltet roterer, mens rotorene av induksjonsmotorer roterer med en hastighet langsommere enn den for det roterende magnetfeltet.

Hva er en synkron motor

En synkron motor består av a stator (en ikke-bevegelig del), som har viklinger som leveres med en 3-faset vekselstrømforsyning. Vindingene er koblet til strømforsyningen på en slik måte at da fasene vekslende strømmer varierer, dannes et roterende magnetfelt rundt statoren. De rotoren (den roterende delen) av den synkrone motoren tilføres en likestrøm slik at den danner en elektromagnet, hvis magnetfelt ikke endres med tiden. Når motoren virker, samvirker rotorens magnetfelt med statorens roterende magnetfelt, og rotoren i seg selv roterer slik at dets magnetiske poler er "låst" med en tiltrekkende magnetisk pol i statoren.

I begynnelsen roterer magnetfeltet som produseres av statoren så raskt at rotoren ikke klarer å følge med rotasjonen på grunn av sin egen treghet. Med andre ord er synkronmotorer ikke self-start. Å overvinne dette problemet, ekorn-burrotorer kan bli brukt. Når disse rotorene er plassert inne i et roterende magnetfelt, blir strømmer indusert på ekorn-burstrukturen. Disse strømmene skaper sitt eget magnetfelt som interagerer med roterende magnetfelt, noe som fører til at buret opplever en kraft. Resultatet er at "ekorn-buret" også begynner å rotere. Siden rotoren er festet til ekorn-buret, begynner rotoren nå også å rotere. Når rotoren begynner å rotere med en hastighet nærmere den hastigheten som magnetfeltet roterer på, blir strømmen på statoren slått på. Nå beveger rotoren seg raskt med en hastighet som gjør det mulig for magnetfeltet å bli låst med magnetfeltet fra statoren. Når de er låst, kan rotoren fortsette å rotere sammen med det roterende magnetfeltet.

En annen metode for å få rotoren til å rotere med en hastighet nærmere magnetfeltet er å koble rotoren til en ekstern motor. Nok en gang når rotoren når en hastighet som er nær nok, er strømmen slått på slik at magnetfeltet kan bli låst med statorens roterende magnetfelt.

Rotoren i synkronmotoren roterer med samme hastighet som det roterende magnetfeltets hastighet, og det er derfor motoren kalles synkron. Antall runder som magnetfeltet roterer per minutt kalles synkron hastighet (), og den er gitt i forhold til frekvensen av vekselstrømmen og antall poler av statoren koblet til en av de tre faser av:

Videoen nedenfor gir en god forklaring på hvordan en synkron motor fungerer.

Hva er en induksjonsmotor

Oppsettet av en induksjonsmotor har noen likheter med oppsettet av en synkron motor. I likhet med synkronmotorer består induksjonsmotorer også av et sett med statorviklinger som er koblet til en 3-faset vekselstrømforsyning. Som nevnt tidligere, ville dette produsere et roterende magnetfelt.

Rotoren til en induksjonsmotor er av ekorn-buretypen. Som nevnt tidligere, når en ekorn-burrotor er plassert inne i et roterende magnetfelt, produserer det en strøm over buret. Strømmen produserer sitt eget magnetfelt, som i sin tur virker sammen med det roterende magnetfeltet. Som et resultat begynner ekorn-burrotoren også å rotere.

Induksjonsmotorer

I motsetning til den synkronmotor roterer rotoren til en induksjonsmotor ved en lavere hastighet enn den hastigheten ved hvilken magnetfeltet roterer. Dette skyldes at hvis rotoren roterte med samme hastighet som magnetfeltet, ville den magnetiske fluxen over rotoren stoppe endring og så ifølge Faradays lov ville det ikke lenger være en strøm som strømmer i rotoren. Derfor, når rotoren begynner å rotere med en hastighet nærmere rotasjonshastigheten til magnetfeltet, vil kraften på den redusere og det vil begynne å bremse. Når det begynner å bremse, vil den magnetiske fluxen på tvers av den endres i større grad, så nå vil det oppleve en større kraft. På denne måten kommer rotoren aldri til å stoppe, men når heller ikke det roterende magnetfeltets hastighet. På grunn av dette er induksjonsmotorer sies å være en type asynkronmotor. 

Forskjellen mellom rotorens hastighet og hastigheten på det roterende magnetfeltet kalles slip. Mengden slip er større når en større belastning er koblet til rotoren. Videoen nedenfor gir en forklaring på hvordan en induksjonsmotor virker.

Forskjellen mellom induksjonsmotor og synkron motor

Rotorhastighet

Rotorer av a synkron motor rotere med samme hastighet som magnetfeltet dannet av statoren roterer.

Rotor av en induksjonsmotor roterer langsommere i forhold til magnetfeltene produsert av statorer.

Selvstart

Synkronmotorer er ikke selvstartende.

Induksjonsmotorer er selvstartende.

Nåværende krav

Synkronmotorer krever en likestrøm for å opprette et statisk magnetfelt over rotoren. Dette er vanligvis produsert fra vekselstrøm ved hjelp av slipringer og børster. 

Induksjonsmotorer ikke krever at rotoren skal forsynes med en likestrøm.

Bilde Courtesy:

"3-fasede elektriske induksjonsmotorer (deltaforbindelse) ..." av Zureks (Eget arbeid) [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Commons