מנוע סינכרוני הוא סוג של מנוע AC. מנוע AC מתייחס למנוע שלוקח אספקת AC כקלט וממיר אותו לתנועה סיבובית (המרה מאנרגיה חשמלית לאנרגיה מכנית). ההבדל העיקרי בין מנוע AC ו-DC, המהירות של מנוע DC נשלטת על ידי המתח שלו, ואילו המהירות של מנוע AC היא פונקציה של תדר האספקה.

ישנם שני סוגים של מנועי AC.

1. מנועים סינכרוניים
2. מנועי אינדוקציה (מנוע אסינכרוני)

מנועים סינכרוניים

מנוע סינכרוני מתייחס למנוע AC הפועל במהירות סינכרונית. מנוע סינכרוני מורכב בעיקר משני חלקים, האחד הוא רוטור והשני הוא סטטור. הסטטור הוא חלק בלתי ניתן להזזה, והרוטור הוא חלק נע של המנוע הסינכרוני. המנוע הסינכרוני משתמש בסטטור בדיוק כמו מנוע אינדוקציה כדי ליצור שדה מגנטי מסתובב (RMF).

הרוטור של מנוע סינכרוני מורכב מסלילי מגנט קבועים הנרגשים על ידי אספקת DC. כאשר ניתנת אספקת AC לסטטור, נוצר שדה מגנטי מסתובב (RMF). לרוטור מוטות בעלי קוטביות שונה. כאשר השדה המגנטי של הרוטור הזה יוצר אינטראקציה עם הסטטור RMF, עקב קוטביות שונות, הסטטור RMF והשדה המגנטי של הרוטור ננעלים, שכן RMF נע במהירות סינכרונית והרוטור מתחיל להסתובב במהירות סינכרונית. אז הם נקראים מנועים סינכרוניים או מנועים במהירות קבועה.

עקרון עבודה של מנוע סינכרוני

מנוע סינכרוני מבוסס על עקרון ההשתלבות המגנטית. ההתנעה של מנוע סינכרוני זהה למנוע אינדוקציה המופעל בתחילה על ידי אספקת AC תלת פאזי שניתנת לסטטור. אם המכונה הגיעה למהירות המקסימלית שלה שהיא 90% ממהירותה, ניתן מקור DC לרוטור.

מתג c#

מקור תלת פאזי מחובר לפיתול האבזור, והאבזור מפתח שדה מגנטי מסתובב המסתובב במהירות סינכרונית של 120f/P. ברגע שאנו מעוררים את הקטבים הקבועים של פיתול השדה שנוצר על ידי מקור DC שמנסה למשוך את הקוטב השונה של הקטבים המגנטיים המסתובבים. אם הקטבים המגנטיים נמשכים ומשתלבים, הרוטור ממשיך להסתובב במהירות סינכרונית.

איפה,

f = תדר

ו-p = מספר הקטבים

while ו-do while loop ב-java

בניית מנוע סינכרוני

מנוע סינכרוני מורכב משני חלקים ראשוניים; סטטור ורוטור

גַלגַל מְכַוֵן:

סטטור הוא חלק נייח (Unmovable) של מכונה סינכרונית. הסטטור מורכב מליבת ברזל יצוק הידועה בתור עול המספק חוזק למכונה. במנוע סינכרוני, פיתול האבזור ממוקם מעל הסטטור, המכונה פיתול סטטור. ליבת הסטטור מורכבת מיריעות למינציה מפלדה שעוזרת להפחית את הפסדי זרם המערבולת. תעלות האוורור ניתנות במסגרת המכונה העומדת בפני הטמפרטורה הגבוהה. הליפוף של המתנע הוא פיתול תלת פאזי שמתרגש על ידי אספקת ה-AC התלת פאזית.

רוטור:

רוטור הוא חלק מסתובב (Movable) של מכונה סינכרונית. הרוטור משלב פיתול שדה אשר מסופק עם DC דרך טבעות החלקה. הרוטור מחולק לשני סוגים המכונים עמוד בולט ועמוד לא בולט. רוב המנוע הסינכרוני משתמש במבנה מסוג עמוד בולט.

רוטור מוט בולט:

מספר java למחרוזת

לרוטור הקוטב הבולט קוטר גדול ואורך צירי קצר. מרווח האוויר ברוטור הקוטב הבולט אינו אחיד, והקטבים בולטים בכיוון החוצה אל פני הרוטור. המוטות מרובדים על ידי פלדת סיליקון ונושאים את פיתול השדה, ופני המוט מסופקים בדרך כלל בחריצים (לספק תמיכה) לליפוף כלוב סנאי. מוטות הבולמים קצרים בשני הקצוות על ידי טבעות הנחושת. פעולת פיתול הבולם מספקת בעיקר את מומנט ההתחלה ומגבילה ציד (רעש לא רצוי ורטט של המכונה) במנוע סינכרוני.

רוטור מוט לא בולט:

המבנה של רוטור מוט שאינו בולט הוא גלילי, המכיל חריצים מקבילים להצבת פיתולי הרוטור. החריצים מחוברים בסדרה לטבעות ההחלקה, אשר מתרגשות על ידי אספקת ה-DC. המוט הלא בולט מורכב מחומר פלדה מוצק. יש לו קוטר קטן מאוד ואורך קואקסיאלי ארוך מאוד עם מרווח אוויר אחיד.

ההבדל בין מנוע סינכרוני למנוע אינדוקציה (מנוע אסינכרוני)

היתרונות של מנוע סינכרוני

• המנוע הסינכרוני פועל במהירות קבועה, כלומר מהירותו אינה תלויה בעומס. לדוגמה, הוא משמש בשעונים.
• תדירות הפעולה של המנוע הסינכרוני גבוהה.
• מנוע סינכרוני מעורר יתר על המידה יכול לפתח כוח תגובתי; לכן, הוא עונה לעומסים גבוהים ומייצב את המערכת.
• מנוע סינכרוני משמש בעיקר להנעת עומסים גבוהים, הדורשים הספק גבוה במהירות נמוכה. למשל, טחנות.

חסרונות של מנוע סינכרוני

• המנוע הסינכרוני זקוק למקור DC נפרד עבור עירור רוטור, בעוד המנוע השני אינו זקוק לעירור נפרד.
• זה יקר.
• זה דורש מברשות וטבעות מחליקות לעירור הרוטור, ולכן עקב אלה מתרחשים הפסדים.

יישום של מנוע סינכרוני

בעידן דיגיטלי זה, למנוע סינכרוני יש יישום רחב בחיי היום יום. היישום הנפוץ ביותר של מנוע סינכרוני הוא הדברים שדורשים מהירות קבועה מכיוון שתדר הכוח נשלט בדיוק לטווח הקצר והארוך, למשל שעונים דיגיטליים ואנלוגיים, רשמקולים, פטיפון פונוגרף וכו'.