موتور سنکرون چیست؟

موتور سنکرون نوعی موتور AC (موتور الکتریک برق متناوب) است که در کنار تغییرات بار مکانیکی روی روتور با یک سرعت […]

موتور سنکرون نوعی موتور AC (موتور الکتریک برق متناوب) است که در کنار تغییرات بار مکانیکی روی روتور با یک سرعت ثابتی، روتور در آن چرخش دارد. به عبارت دیگر با تغییر میزان بار مکانیکی بر روی شفت، سرعت گردش موتور تغییر نمی‌کند. سرعت ثابت بیان شده، همان سرعت میدان مغناطیسی دوار ناشی از نوسان برق متناوب در استاتور است. موتورهای سنکرون حاوی آهنربای الکتریکی در استاتور خود هستند که باعث ایجاد یک میدان مغناطیسی در استاتور می‌گردد که تحت تاثیر نوسان‌های جریان متناوب در استاتور چرخش دارند. در اینجا قصد داریم که موتور سنکرون، کاربرد آن و قیمت آن را بررسی کنیم.

موتور سنکرون

موتور سنکرون را الکترو موتور سنکرون نیز گویند، یک الکتورموتوری که برحسب نوع روتور دسته بندی می‌شود. وسیله‌ای که با سیم‌پیچ آهنربایی، با سرعت مساوی با فرکانس AC و با میدان مغناطیسی به چرخش در می‌آید. موتورهای سنکرون بر حسب نوع رورتور استفاده شده بر روی خود به انواع مختلفی دسته بندی می‌شوند. این انواع عبارتند از:

روتور با تحریک dc
روتور رلکتانسی
روتور هیسترزیس
موتور مغناطیس دائم

موتورهای سنکرون نامبرده شده در بالا نیز سه نوع استاتور سه فاز و تکفاز را می‌توانند داشته باشند و برای متصل شدن به منبع‌های سه فاز و تکفاز مورد استفاده قرار بگیرند. موتورهای سنکرون تکفاز انواع راه انداز مقاومتی، راه انداز خازنی، موتور با خازن دائم و موتور دارای قطب چاکدار را شامل می‌شوند. یکی دیگر از انواع موتورهای سنکرونی که استفاده می‌شود، موتور سنکرون مغناطیسی است.
ساده‌ترین نوع روتورها که درک نحوه عمل آن کمي آسان باشد، قطعه آهن یا فولادی است که بر روی یک محور نصب شده و قطب‌های آن نیز برجسته و به تعداد قطب¬های استاتور است. اگر سرعت این روتور را نزدیک به سنکرون یک میدان چهار قطبی برسانیم و بعد آن را رها کنیم، روتور با سرعت سنکرون شروع به چرخش خواهد کرد. علت آن است که شار همیشه مسیری را انتخاب مي‌کند که کوچکترین رلوکتانس مغناطیسی را دارد و کوچکترین رلوکتناس نیز برای مسیر شار از داخل قطب روتور تعیین می‌شود.
بنابراین یک روتور با میدان گردان شروع به چرخش کرده تا همیشه کوچکترین رلوکتانس برای مسیر شار وجود داشته باشد. یعنی اگر منبع تغذیه فرکانس 60 هرتز دارد، سرعت روتور برابر با 1800 دور در دقیقه خواهد بود. به موتوری که سرعت چرخش روتور آن دقیقا مساوی موتور سنکرون است، موتور سنکرون می‌گویند.

انواع موتورهای سنکرون

همانطور که در بالا بیان کردیم، موتورهای سنکرون به 4 مدل تقسیم می‌شوند که در بالا آنها را ذکر کردیم، اما جهت توضیحات بیشتر آن موارد را در پایین به طور کامل شرح می‌دهیم:

موتور با تحریک dc
موتور با مغناطیس دائم
موتور رلوکتانسی
موتور هیسترزیس

1. موتور با تحریک dc:

این موتور ساختار دو قطبی داشته و از لايه‌هاي فولادي و يک لايه ضخيم مسي تشکيل شده است. پس از آن کل اين ساختار با پرچ مسي به هم وصل مي‌شوند و سيم پيچي dc نيز بر روي ساختار بالا پيچيده مي‌شود. در آخر دو انتهاي سيم پيچ‌ها نيز به حلقه‌هاي لغزان و زغال ساکن متصل شده و از اين نوع روتورها در استاتورهاي سه فاز معمولي مي‌توان استفاده کرد.

2. موتور با مغناطیس دائم:

این نوع موتورها دارای استاتور، موتور و آهنربا است که آهنربا موجب حرکت موتور و ايجاد ميدان مغناطيسي در آن می‌گردد. وجود آهنربا باعث مي‌شود که روتور نيازي به سيم پيچ تحريک نداشته باشد. در نتيجه تلفات مسي سيم پيچي روتور نيز حذف مي‌گردد. به عبارتي ديگر به دليل وجود ميدان مغناطيسي ثابت در روتور، اين موتورها نيز از سيم پيچي القايي جهت راه‌اندازي استفاده نکرده و بايد حاوي درايو استاتور با فرکانس متغيير با کنترل الکترونيکي باشند.

3. موتور رلوکتانس:

بخشی از دستگاه که چرخش دارد را روتور گویند، بخش دیگر دستگاه که چرخش ندارد را نیز استاتور می‌نامند. در این نوع از موتورها، روتور و استاتور فاصله مساوی نداشته و روتور آن آزادنه حرکت خواهد داشت و به منبع DC نيز وصل نخواهد بود. کلمه رلوکتانس به معناي مقاومت الکترونيکي است که در ماشين‌هاي سنکرون به فاصله هوايي استاتور و روتور وابستگي دارد و هرچه فاصله بيشتر باشد، رلوکتانس نيز افزايش پيدا مي‌کند و بلعکس. اين نوع موتورها براي اتصال به صورت مستقيم به منبع هاي سه فاز به مبدل نياز دارند.
روتور مورتورهاي رلوکتانسي از آهن و استاتورهاي آن نيز از سيم پيچي متشکل مي‌شوند. ضمن اين که استاتورهاي آن نيز چندفازه بوده و فازهاي آن نيز به شکل مستقل مي‌باشند، در نتيجه اگر در يکي از فازها خطا رخ دهد، موتور مي‌تواند به حرکت خود ادامه داده و فقط افزايش ريپل گشتاور را به همراه داشته باشد. خود موتورهاي رلوکتانسي نيز انواع مختلفي دارند که عبارتند از:

موتور سنکرون رلوکتانسي
موتور رلوکتانسي سوئيچ شونده
موتور رلوکتانسي پله اي
موتور رلوکتانس سوئيچينگ شار

4. موتور هيسترزيس:

يک موتور سنکروني که براساس مقدار تلفات هيسترزيس روتوري و با قدرت مغناطيسي فعال است. معناي کلمه هيسترزيس يعني مغناطيس شدگي، روتور در اين نوع از موتورهاي سنکرون دندانه دار نبوده و زماني که جريان به استاتور اعمال مي‌شود نيز موجب ايجاد ميدان مغناطيسي در درون ماشين مي‌گردد. يعني با تغيير جهت شار موجب اصطکاک داخل مولکول‌ها و بخش‌هاي مغناطيسي شده که اين کار موجب تبديل مقداري انرژي به گرما مي‌گردد. در نتيجه با ايجاد قطب و مغناطيسي شدن روتور، موتور نيز فعال شده و کار مي‌کند.

کاربرد موتور سنکرون چیست؟

از مهمترين خصوصيات موتورهاي سنکرون، داشتن سرعت ثابت است که به همين جهت براي کارهايي که در آن به سرعت ثابت و دقت بالا نياز است، موتورهاي سنکرون انتخاب بسيار خوبي هستند. يکي ديگر از کاربردهايش جبران راکتيو جهت اصلاح Cos φ است. در اين حالت نيز معمولا باري بر روي موتور قرار نداشته و هنگامي که موتور تحت عمل بار باشد آن را در مد پرتحريک قرار مي‌دهد، در اين صورت موتور سنکرون دو نقش دارد و هم تبديل انرژي الکتريکي به جنبشي را انجام مي‌دهد و هم بايد نقش يک خازن را داشته باشد.
سوئيچ ساده از حالت موتور به ژنراتور از ديگر ويژگي‌هاي خوب اين نوع موتورها است که آن را مناسب براي نيروگاه‌هاي تلمبه‌اي مي‌کند. زيرا قادر است نقش ژنراتور را نيز ايفا کند و در زمان‌هاي کم مصرف، ماشين الکتريکي به شکل موتور عمل کند و آب را به مخزن‌هايي که ارتفاع بالا دارند پلمپ کرده و در ساعات پر مصرف نيز با کم شدن آب به شکل ژنراتور عمل کند.

موتور سنکرون کجا استفاده می‌شود؟

به طور گسترده موتورهاي سنکرون را مي‌توان براي آسياب‌ها، خمير کوب‌ها، سنگ شکن‌ها، آسياب‌هاي گلوله‌اي، آسياب‌هاي فولادي، کارخانه‌هاي نورد فلزي، آسيب‌هاي سيمان، کارخانه‌هاي لاستيک و نساجي، پمپ‌هاي گريز از مرکز، کمپرسورهاي هوا، فن‌ها و دمنده‌ها، شفت خط استفاده کرد.

کندانسور سنکرون چیست؟

با تغيير دادن تحريک موتور سنکرون مي‌توان ضريب توان الکتريکي مدار را نيز تغيير داد که به اين نوع موتورها، کندانسور سنکرون نيز گويند. و با تغيير فرکانس در موتور سنکرون نيز مي‌توان آن را به عنوان يک دينام يا ژنراتور استفاده کرد.
با تنظيم ولتاژ نيز در موتور سنکرون مي‌توان از آن به عنوان يک خازن يا سلف متغير با تغيير تحريک نيز استفاده کرد. اين مورد جهت تنظيم ولتاژ به همراه کنترل توان راکتيو در خطوط انتقال طولاني استفاده مي شود.
موتورهاي سنکرون بزرگ در تجهيزات و صنايع عظيم بيشترین استفاده را داشته و از موتورهاي سنکرون کوچک که توان آن کمتر از يک اسب بخار است داخل درايوها همچون تلويزيون‌هاي قديمي و رادارها استفاده می‌شد. موتورهاي نوع هيسترزيس نيز در ساعت‌ها استفاده شده و به طور کلي موتورهاي سنکرون در وسايلي که باید به طور يکنواخت کار کنند، مي‌توانند عملکرد خوبي داشته باشند.

قيمت موتور سنکرون

موارد مختلفي بر روي قيمت موتورهاي سنکرون ممکن است تاثيرگذار باشد، مواردي مانند تکفاز يا سه فاز بودن، مقدار اسب بخار، ميزان دور، توان موتور. البته يکي ديگر از موارد مهم در تغيير قيمت اين محصول در بازار نوسان‌هاي ارزي نيز است.

بخش پاياني و جمع‌بندی موضوع موتور سنکرون

در بالا بيان کرديم که موتور سنکرون سرعت چرخش ثابتي دارد و براي کارهاي که سرعت چرخش ثابت و دقت زياد ضروري است. اين نوع موتورها بسيار مناسب هستند. موتورهای سنکرون انواع مختلفي دارند که میتوان به موتور با تحریک dc، موتور با مغناطیس دائم، موتور رلوکتانسی، موتور مغناطیس دائم اشاره کرد. در این مقاله هر کدام از انواع موتورهاي سنکرون را به طور کامل توضيح داديم، اين که هر کدام قابليت‌هاي خاصي دارند و علت چرخش در آنها با يکديگر متفاوت است.
موتورهاي سنکرون کاربردهاي متفاوتي در صنایع مختلف مانند آسياب‌ها، خميرکوب‌ها و غيره دارند، ضمن اين که مي‌توان با اعمال تغييرات در فرکانس، ولتاژ، آنها را متناسب با کار خود تنظيم نماييم. قيمت موتورهاي سنکرون نيز بر اساس مشخصه‌هاي مختلفي مانند توان، مقدار اسب بخار، تکفاز و سه فاز بودن نيز بسيار متفاوت است.