同期モーターは交流モーターの一種です。 ACモーターとは、AC電源を入力として回転運動に変換（電気エネルギーから機械エネルギーへの変換）するモーターを指します。 AC モーターと DC モーターの主な違いは、DC モーターの速度は電圧によって制御されるのに対し、AC モーターの速度は供給周波数の関数であることです。
ACモーターには2種類あります。
- 同期モーター
- 誘導電動機（非同期電動機）
同期モーター
同期モーターとは、同期速度で動作する AC モーターを指します。同期モーターは主にローターとステーターの 2 つの部分で構成されています。ステータは同期モータの非可動部品であり、ロータは可動部品です。同期モーターは、誘導モーターと同じようにステーターを使用して回転磁界 (RMF) を生成します。
同期モーターの回転子は、DC 電源によって励磁される永久磁石コイルで構成されています。 AC 電源がステータに与えられると、回転磁界 (RMF) が生成されます。回転子は、異なる極性を有する極を有する。このロータ磁場がステータ RMF と相互作用すると、極性の違いにより、RMF が同期速度で移動し、ロータが同期速度で回転し始めるため、ステータ RMF とロータ磁場がロックされます。したがって、それらは同期モーターまたは定速モーターと呼ばれます。
同期モーターの動作原理
同期モーターは磁気インターロックの原理に基づいています。同期モータの始動は、ステータに与えられる三相交流電源によって最初に励磁される誘導モータと同じです。機械がその速度の 90% である最大速度に達すると、ローターに DC 電源が供給されます。
電機子巻線には三相電源が接続されており、電機子は同期速度 120f/P で回転する回転磁界を発生させます。回転する磁極とは異なる極を引き付けようとする DC 電源によって作成された界磁巻線の永久極を励起します。磁極が吸引されて連動すると、ローターは同期速度で回転し続けます。
どこ、
f = 周波数
p = 極の数
同期モーターの構造
同期モーターは 2 つの主要部分で構成されます。ステーターとローター
ステーター:
ステータは、同期機の固定部分 (動かない) です。ステータは、機械に強度を与えるヨークとして知られる鋳鉄コアで構成されています。同期モーターでは、電機子巻線は固定子の上に配置され、これは固定子巻線として知られています。ステーターコアは鋼板積層板で構成されており、渦電流損失を低減します。高温に強い機械フレームに通気ダクトを設けています。スターターの巻線は 3 相巻線で、3 相 AC 電源によって励磁されます。
ローター：
ローターは同期機の回転部分（可動部分）です。ローターには、スリップ リングを介して DC が供給される界磁巻線が組み込まれています。ロータは突極と非突極の2種類に分けられます。同期モータの多くは突極型構造を採用しています。
Javaでキャッチしてみる
突極ローター：
突極ロータは大径で軸長が短い。突極ロータの空隙は不均一であり、突極はロータ表面の外側方向に突き出ています。磁極はケイ素鋼で積層され、界磁巻線を運びます。また、磁極の面には通常、かご型巻線用のスロット (サポートを提供する) が設けられています。ダンパーバーの両端は銅リングで短絡されています。ダンパー巻線の働きは主に始動トルクを提供し、同期モーターのハンチング (不要なノイズや機械の振動) を制限します。
非突極ローター:
非突極ローターの構造は円筒形で、ローター巻線を配置するための平行スロットが含まれています。スロットはスリップ リングに直列に接続されており、DC 電源によって励起されます。非突出ポールは固体鋼材でできています。直径が非常に小さく、同軸長が非常に長く、均一なエアギャップを備えています。
同期電動機と誘導電動機（非同期電動機）の違い
| はい・いいえ | 差別化特性 | 同期モーター | 誘導電動機 |
|---|---|---|---|
| 1. | 意味 | 同期モーターとは、同期速度で動作する AC モーターを指します。 | 非同期モーターとも呼ばれます。ローターの回転数が同期速度以下の交流モーターを指します。 |
| 2. | 励起 | 二重励磁機です。 | それは単一の興奮したマシンです。 |
| 3. | 起動 | 同期速度で動作し、速度は負荷に依存しません。 | 速度はさまざまです。誘導電動機の速度は速度に反比例します。負荷が増加すると、誘導電動機の速度は低下します。 |
| 4. | 手術 | 励磁を変更するだけで、進み力率と遅れ力率で動作できます。 | 遅れ力率でのみ動作します。 |
| 5. | 電源 | 電機子翼は AC 電源から励磁され、界磁巻線は DC 電源から励磁されます。 | その固定子巻線は AC 電源によって励磁されます。 |
| 6. | 起動 | 自己始動型ではありません。 | セルフスターティングモーターです。 |
| 7。 | 料金 | 同じ電圧、出力の誘導電動機と比べて高価です。 | 同じ電圧、出力の同期モータと比較してコスト効率が優れています。 |
同期モーターのメリット
- 同期モーターは一定速度で動作します。つまり、速度は負荷に依存しません。例えば時計などに使われています。
- 同期モータの動作周波数は高いです。
- 同期モーターが過励磁されると、無効電力が発生する可能性があります。したがって、高負荷に対応し、システムを安定させます。
- 同期モーターは主に、低速で高出力を必要とする高負荷の駆動に使用されます。たとえば、製粉所。
同期モーターのデメリット
- 同期モーターにはローター励起用に別個の DC 電源が必要ですが、もう一方のモーターには別個の励起は必要ありません。
- 高価です。
- ローターの励磁にはブラシやスリップリングが必要となるため、これらによる損失が発生します。
同期モーターの応用
このデジタル時代において、同期モーターは日常生活に幅広く応用されています。同期モーターの最も一般的な用途は、電源周波数が短期および長期にわたって正確に制御されるため、一定の速度を必要とするもの、たとえば、デジタルおよびアナログ時計、テープレコーダー、蓄音機のターンテーブルなどです。