Silniki synchroniczne Silniki synchroniczne są maszynami synchronicznymi i są wykonywane jako maszyny z biegunami jawnymi, czyli występują w nich tylko moment synchroniczny, a także moment reluktancyjny. Podstawową wadą silnika synchronicznego jest brak momentu rozruchowego. Dzieje się tak, dlatego że przy nieruchomym wirniku wytworzony przez uzwojenie twornika strumień napotyka kolejno bieguny wirnika różnych znaków pociągając je, raz w jednym raz w drugim kierunku. Średnica wartości momentu obrotowego jest równa zeru i wirnik nie może ruszyć z miejsca. Rozruch silników synchronicznych. Rozruch silnika synchronicznego przeprowadza się: 1.Wykorzystując moment asynchroniczny silnika synchronicznego wytworzony przez klatkę rozruchową i lity blok żelaza wirnika, po włączenia silnika do sieci. 2. Stosując pomocniczą maszynę napędową. 3. Wykorzystując moment synchroniczny(tzw. rozruch częstotliwościowy) Rozruch asynchroniczny. W praktyce najczęściej stosowany jest rozruch asynchroniczny a silniki synchroniczne, dla których się ten typ rozruchu, są zaopatrzone w klatkę rozruchową(podobną do klatki wirnika silnika indukcyjnego klatkowego) umieszczoną w nabiegunnikach. Klatka jest wykonana z brązu lub mosiądzu, w celu powiększenia momentu rozruchowego. Silnik ten ma, więc w wirniku dwa uzwojenia: wzbudzające i klatki rozruchowej.
Jeżeli rozruch silnika odbywa się na biegu jałowym, to silnik może wejść w synchronizm pod wpływem momentu reluktancyjnego i wtedy napięcie wzbudzenia włącza się przy prędkości synchronicznej. Silnik synchroniczny w czasie rozruchu asynchronicznego pobiera duży prąd rozruchowy, niekiedy większy od znamionowego, który może powodować wahania napięcia sieci, a także nadmierne nagrzewanie się silnika. Rys 1 Schemat silnika synchronicznego przy rozruchu asynchronicznym 1 stojan, 2 wirnik, 3 klatka rozruchowa, 4 wzbudnica Ruch za pomocą dodatkowej maszyny. Podczas stosowania rozruchu z maszyną napędzającą, silnik synchroniczny złącza się do sieci tak, jak prądnicę, a więc metodą synchronizacji dokładnej lub samosynchronizacji. Taki sposób rozruchu, jest kłopotliwy a więc stosuje się go bardzo rzadko. Właściwości rozruchu silnika synchronicznego. Maszyna synchroniczna pracująca jako silnik jest obciążona momentem oporowym o charakterze mechanicznym, czyli wirnik silnika jest hamowany
względem wirującego pola magnetycznego twornika, a więc kat mocy silnika ma wartość ujemną. Pole magnetyczne wirnika wytwarza w stojanie sem Ef, która jest skierowana przeciwnie do napięcia doprowadzonego. Pod wpływem różnicy między napięciem a sem Ef płynie prąd. W silnikach synchronicznych wartość strumienia magnetycznego, a więc i sem Ef zależy od prądu wzbudzenia. Rys 2 Wykres wektorowy silnika synchronicznego przy różnych wartościach prądu wzbudzenia. Silnik synchroniczny zasilany z sieci sztucznej(u=const, f=const) utrzymuje w całym zakresie obciążeń, aż do wypadnięcia z synchronizmu(prędkość pola wirującego) Prędkość wirowania wirnika musi być, bowiem równa prędkości wirowania pola-jest to warunek powstawania momentu obrotowego. Charakterystyka mechaniczna silnika synchronicznego n=f(m) jest więc linią prostą.
Rys 3 Charakterystyka mechaniczna silnika synchronicznego n = f(m) Silniki z magnesami trwałymi. Najbardziej rozpowszechnionym silnikiem synchronicznym o magnesach trwałych jest silnik Merilla, znany również pernasynem. Uzwojenie stojana, najczęściej jednofazowe z fazą pomocniczą, jak w jednofazowym silniku indukcyjnym- wytwarza pole wirujące(eliptyczne). Silnik synchroniczny nie ma momentu rozruchowego, więc na wirniku umieszcza się klatkę rozruchową. Rozruch jest więc asynchroniczny, a po osiągnięciu prędkości bliskiej synchronicznej następuje wciągnięcie w synchronizm dzięki działaniu magnesów trwałych. Rys 4 Silnik synchroniczny Merilla 1 magnesy trwałe, 2 blachy wirnika, 3 żłobki głębokie, 4 stojan
Bibliografia: Maszyny Elektryczne Wykonał: Konrad Cholewa KL.III TE.