تفاوت موتورهای سنکرون و آسنکرون

در این مقاله سعی شده است که مختصری بر آشنایی موتورهای سنکرون و آسنکرون ارائه گردد. جهت شناخت و تفاوت موتورهای سنکرون و آسنکرون ابتدا لازم است تعریف سنکرون و آسنکرون را بدانیم.

بصورت کاملا ساده می توان گفت: آسنکرون مانند ماشینهای موجود در اتوبانها هستند که هیچ کدام نسبت به هم دارای سرعت مساوی و یکسان نیستند. اما سنکرون مانند وضعیتی است که یک ماشین خراب را با یک ماشین سالم یدک کرده باشند. در این حالت سرعت هر دو ماشین با هم برابر اما نسبت به هم دارای فاصله یکسان و ثابت هستند.

موتورهای آسنکرون که در صنعت آسانسور به موتورهای گیربکس دار معروف هستند، موتورهایی هستند که دارای سیم پیچی با تعداد زوج قطبهای معین در استاتور (پوسته موتور) می باشند. عموماً در صنعت آسانسور از موتورهای 4 قطب (2 زوج قطب) استفاده می شوند. روتور این گونه موتورها بصورت قفس سنجابی است.

در شکل کلی، این روتورها بصورت استوانه که بر روی محور یا شفت  موتور سوار شده است تشکیل می شود. استوانه روتور دارای شیارهایی طولی است که با فاصله و عمقی یکسان از هم قرار گرفته‌اند و با نوعی هادی که ممکن است آلومینیوم یا مس باشد پر می‌شوند. این شیارها در ابتدا و انتهای روتور به هم متصل هستند.

شکل کلی هادی‌ها و طرز قرار گرفتن آنها طرح قفس‌هایی که برای شکار سنجاب مورد استفاده قرار می‌گیرد را القا می‌کند و نام این نوع روتورها را هم بر همین اساس انتخاب کرده‌اند. برای کاهش جریان گردابی هسته این روتورها از آهن ورق ورق شده ساخته شده‌است.

اتصال سیم پیچهای استاتور به برق سه فاز تولید میدان مغناطیسی دوار در داخل موتور می کند. سرعت چرخش این میدان متناسب با فرکانس و تعداد قطبهای استاتور می باشد. این میدان دوار مغناطیسی در روتور با مشخصات گفته شده، ایجاد القای ولتاژ و جریان می نماید. ولتاژ و جریان القا شده در روتور نیز تولید میدان مغناطیسی می نماید. مخالفت و تداخل میدان تولیدی روتور و استاتور باعث چرخش روتور (که بخش گردان موتور می باشد) می شود.

موتور الکتریکی

یک موتور الکتریکی ، الکتریسیته را به حرکت مکانیکی تبدیل می‌کند. عمل عکس آن که تبدیل حرکت مکانیکی به الکتریسیته است، توسط ژنراتور انجام می‌شود. این دو وسیله بجز در عملکرد ، مشابه یکدیگر هستند. اکثر موتورهای الکتریکی توسط الکترومغناطیس کار می‌کنند، اما موتورهایی که بر اساس پدیده‌های دیگری نظیر نیروی الکتروستاتیک و اثر پیزوالکتریک کار می‌کنند، هم وجود دارند.
ساختار ماشینهای الکتریکی
ماشینهای الکتریکی از دو بخش اساسی تشکیل شده اند:
الف)قسمت متحرک ودوار به نام رتور
ب) قسمت ساکن به نام استاتور
بین این دو قسمت ،شکاف هوایی وجود دارد .
استاتو و رتور از مواد فرومغناطیسی ساخته می‌شوند تا چگالی شار بیشتر گردد و در نتیجه اندازه و حجم ماشین کمتر شود.
نکته: اگر شار در رتور و استاتور متغیر با زمان باشد ،هسته اهنی لایه‌به‌لایه ساخته می‌شود تا جریان گردابی کاهش یابد.
در بسیاری از ماشینها محیط داخلی استاتور و محیط بیرونی رتور حاوی شیارهای متعددی است که داخل آنها هادی‌ها جاسازی میشوند، این هادیها بهم وصل می شوند و سیم پیچی حاصل می شود.به سیم پیچی هایی که در آنها ولتاژ القا می شود ،سیم پیچی آرمیچر اطلاق می گردد. به سیم پیچ هایی که از آنها جریان میگذرد تا میدان مغناطیسی و شار اصلی را پدید آورند، سیم پیچ تحریک یا سیم پیچ میدان گفته می شود.
سیم پیچ آرمیچر تامین کننده تمام قدرتی است که تبدیل شده و یا انتقال می یابد. قدرت نامی سیم پیچ آرمیچر،‌هم در ماشین های DC و هم در ماشین های AC فقط با جریان متناوب کارمی کند.
ایده کلی این است که وقتی که یک ماده حامل جریان الکتریسیته تحت اثر یک میدان مغناطیسی قرار می‌گیرد، نیرویی بر روی آن ماده از سوی میدان اعمال می‌شود. در یک موتور استوانه‌ای ، روتور به علت گشتاوری که ناشی از نیرویی است که به فاصله‌ای معین از محور روتور به روتور اعمال می‌شود، می‌گردد.

فیدر سایزینگ

فیدر سایزینگ

فیدر های موتوری:

• موتورهای القایی تک فاز و سه فاز به جز موتورهای روتور سیم پیچی شده( موتورهای سنکرون و القایی به غیر از کلاسE )

1-      سایز هادی فیدر ، باید حداقل قابلیت تحمل 125 درصد ماکزیمم جریان موتور را دارا باشد.

2-      سایز کلید حفاظتی(TMD ) ، باید ماکزیمم قابلیت تحمل 250 درصد ماکزیمم جریان موتور را دارا باشد.

3-      سایز کلید حفاظتی(M ) ، باید ماکزیمم قابلیت تحمل 800 درصد ماکزیمم جریان موتور را دارا باشد.

4-      سایز فیوز( تایپ تاخیری(Gg )) ، باید ماکزیمم قابلیت تحمل 175 درصد ماکزیمم جریان موتور را دارا باشد.

5-      سایز فیوز( تایپ غیر تاخیری) ، باید ماکزیمم قابلیت تحمل 300 درصد ماکزیمم جریان موتور را دارا باشد.

• موتورهای روتور سیم پیچی شده :

1-     سایز هادی فیدر ، باید حداقل قابلیت تحمل 125 درصد ماکزیمم جریان موتور را دارا باشد.

2-     سایز کلید حفاظتی(TMD ) ، باید ماکزیمم قابلیت تحمل 150 درصد ماکزیمم جریان موتور را دارا باشد.

3-      سایز کلید حفاظتی(M ) ، باید ماکزیمم قابلیت تحمل 800 درصد ماکزیمم جریان موتور را دارا باشد.

4-      سایز فیوز( تایپ تاخیری(Gg )) ، باید ماکزیمم قابلیت تحمل 150 درصد ماکزیمم جریان موتور را دارا باشد.

5-      سایز فیوز( تایپ غیر تاخیری) ، باید ماکزیمم قابلیت تحمل 150 درصد ماکزیمم جریان موتور را دارا باشد.

ژنراتور سنکرون (Synchronous Generator)

ژنراتور سنکرون 

(Synchronous Generator)جزو ماشین های الکتریکی ac هستند که قادرند توان مکانیکی را به توان الکتریکی متناوب تبدیل کنند. در ابتدا لازم است با مفهوم سنکرون بودن ژنراتور آشنا شویم. این نوع از ژنراتور ها به این دلیل سنکرون نامیده می شوند که سرعت گردش قسمت مکانیکی آن برابر سرعت گردش فرکانس یا قسمت الکتریکی آن است.

با گسترش علم و فناوری ژنراتور های سنکرون خود را در صنعت جای دادند به طوریکه در نیروگاه های تولید برق از ژنراتور سنکرون سه فاز برای تولید برق استفاده می شود و از آنها به عنوان قلب تپنده تولید انرژی الکتریکی یاد می شود. بیشتر ژنراتور های سنکرون سه فاز هستند و بحث در مورد این نوع از ژنراتور ها معطوف به نوع سه فاز آن است

این نوع از ژنراتور ها ساختاری متفاوت با ژنراتور های القایی دارند و این تفاوت در تعداد و نوع تحریک این ژنراتور هاست. در ژنراتور های سنکرون سیم پیچی های رتور، به یک منبع تغذیه DC وصل می شود تا تحریک رتور انجام پذیرد و در قسمتی دیگر از استاتور آن ها جریان متناوب (ac) عبور می کند شاری که .در فاصله هوایی (air gap) بین رتور و استاتور بوجود می آید حاصل از جریان های استاتور و رتور است.

در ژنراتور سنکرون سیم پیچی استاتور به دلیل اینکه ولتاژ اصلی ماشین را تولید میکند به سیم پیچی آرمیچر، و سیم پیچی رتور به دلیل اینکه میدان اصلی مغناطیسی ماشین را تولید می کند به سیم پیچی میدان معروف است.