موتورهای الکتریکی، پیشران صنعت انتقال شدهاند و این یک واقعیت انکارناپذیر است. این موتورها انرژی دریافتی از الکتریسیته را به حرکت چرخشی برای استفاده در خانهها و صنایع تبدیل میکنند. دو دسته اصلی از موتورهای الکتریکی وجود دارند: موتورهایی که با جریان متناوب کار میکنند و AC نامیده میشوند و موتورهای الکتریکی که با جریان مستقیم کار میکنند و به الکتروموتور DC معروفند.
موتورهای AC را میتوان به دو دسته اصلی موتورهای سنکرون و آسنکرون تقسیم کرد. تفاوت الکتروموتور سنکرون و آسنکرون این است که اگر لغزش موتور صفر یا سرعت چرخش روتور برابر با میدان چرخش استاتور باشد، آن را موتور سنکرون AC و اگر یک موتور AC دارای لغزش باشد، آن را موتور آسنکرون مینامند.
- فکس : ۸۸۸۲۳۰۱۵ - ۰۲۱
- شماره تماس با کارشناسان: ۸۸۸۲۰۰۸۹ - ۰۲۱
- تهران، تقاطع اتوبان مدرس و مفتح شمالی، برج نگین آبی ، واحد ۱۰۲
در این مقاله قصد داریم تا به طور کامل و تکنیکال، تفاوت الکتروموتور سنکرون و آسنکرون را بررسی کنیم. پس نیازمند توجه شما تا آخر این مقاله هستیم.
| ویژگیها | الکتروموتور سنکرون | الکتروموتور آسنکرون |
|---|---|---|
| اصل عملکرد | سرعت روتور = سرعت میدان مغناطیسی؛ نیازمند تحریک خارجی (آهنربای دائم یا DC) | سرعت روتور < سرعت میدان مغناطیسی؛ بدون نیاز به تحریک خارجی؛ مبتنی بر القای الکترومغناطیسی |
| ساختار روتور | روتور دارای سیمپیچ و آهنربای دائم یا الکتریکی | روتور قفس سنجابی با میلههای آلومینیومی یا مسی |
| سرعت و کنترل حرکت | سرعت کاملاً ثابت و همگام با فرکانس منبع (بدون لغزش) | دارای لغزش؛ سرعت کمی کمتر از میدان مغناطیسی |
| گشتاور و راندمان | گشتاور راهاندازی پایین؛ نیاز به راهانداز کمکی مانند موتور پونی | گشتاور راهاندازی بالا و عملکرد قویتر در شروع کار |
| کاربردها | کاربرد در سیستمهای نیازمند سرعت ثابت و دقیق (ساعت، تایمر، ماشینهای خاص) | کاربرد گسترده در صنایع عمومی مانند پمپ، فن، نوار نقاله، کمپرسور |
معرفی الکتروموتور سنکرون و آسنکرون
همانطور که میدانید، در موتورهای AC از ایده میدان مغناطیسی چرخشی RMF استفاده میشود. استاتور در این موتورها از سیم پیچهای متعددی ساخته شده است که با تامین جریان متناوب ورودی، میدان مغناطیسی متفاوتی ایجاد میکند. این میدان مغناطیسی به دور روتور میچرخد. روتور ساخته شده از سیم پیچها یا رساناهای حلقه بسته جریان را یا از طریق القاء حمل یا منبع جریان خارجی میدان مغناطیسی خود را ایجاد میکند. میدان مغناطیسی تولید شده توسط روتور با میدان مغناطیسی در حال چرخش تعامل دارد و شروع به چرخش در جهت آن میکند. این ساختار عملی موتورهای AC شمرده میشود.
تفاوت های اصلی بین الکتروموتور سنکرون و آسنکرون
موتورهای سنکرون و موتورهای آسنکرون دو نوع مختلف از الکتروموتور AC هستند که در عملکرد و اصول، ساختار، ویژگیها و کاربردهایشان متفاوت هستند. برخی از این تفاوتها عبارتند از:
تفاوت در عملکرد و اصول کاری
سرعت چرخش در روتور موتور سنکرون با سرعت میدان مغناطیسی استاتور هماهنگ محاسبه میشود و برای حرکت روتور نیازمند آهنربای دائم DC است. اما سرعت پرخش روتور در موتور آسنکرون کمتر از سرعت میدان مغناطیسی استاتور شمرده شده و نیازی به تحریک منبع خارجی ندارد زیرا توسط القای الکترومغناطیسی کار میکند.
تفاوت در ساختار و اجزای داخلی
روتور در موتور سنکرون معمولاً با سیم پیچهایی شبیه استاتور پیچیده میشود. همچنین دارای آهنرباهای دائمی یا آهنرباهای الکتریکی است که یک میدان مغناطیسی ثابت ایجاد میکند. اما روتور در موتور آسنکرون معمولاً به شکل قفس سنجابی است که از میلههای آلومینیومی یا مسی در دو انتها توسط حلقههای انتهایی تشکیل میشود. این طراحی امکان القای جریان را در رساناهای روتور فراهم میکند.
تفاوت در سرعت و کنترل حرکت
روتور الکتروموتور سنکرون با همان سرعت میدان مغناطیسی دوار تولید شده توسط سیم پیچهای استاتور میچرخد. یعنی موتورهای سنکرون با سرعت ثابت با منبع فرکانس 50 هرتز یا 60 هرتز کار میکنند.در عین حال، روتور در الکتروموتورهای آسنکرون با سرعت کمی کمتر از میدان مغناطیسی دوار میچرخند. این تفاوت را لغزش مینامند و برای القای جریان در هادیهای روتور جهت تولید گشتاور مورد نیاز، ضروری است.
تفاوت در مصرف انرژی و راندمان الکتروموتور سنکرون و آسنکرون
موتور سنکرون در مقایسه با موتور آسنکرون گشتاور راهاندازی کمی دارد. این موتور برای تولید گشتاور به مکانیزم اضافی مانند موتور پونی نیاز دارد. ولی موتورهای آسنکرون به دلیل برهمکنش بین میدان مغناطیسی دوار و جریان القایی، گشتاور راهاندازی بالاتری نسبت به موتورهای سنکرون دارند.
کاربردهای الکتروموتور سنکرون و آسنکرون در صنایع مختلف
موتورهای سنکرون معمولاً در ماشینهایی استفاده میشوند که به عملیات سرعت ثابت نیاز دارند؛ مانند ساعتها و تایمرها، سیستمهای رادار و ماشینآلات صنعتی که در آن کنترل دقیق سرعت مورد نیاز محسوب میشود. این در حالی است که موتورهای آسنکرون به دلیل ساختار ساده و قابلیت تحمل بارهای مختلف در کاربردهای مختلفی مانند پمپها، کمپرسورها، نوار نقاله و فنها کاربرد فراوانی دارند.
الکتروموتور سنکرون چیست؟
برهمکنش بین یک میدان مغناطیسی دوار و ثابت در الکتروموتور سنکرون باعث میشود که موتور با سرعتی ثابت کار کند. میدان مغناطیسی دوار توسط استاتور موتور سنکرون تولید میشود، در حالی که روتور یک میدان مغناطیسی ثابت ایجاد میکند. استاتور سیم پیچ میدان توسط منبع AC سه فاز برانگیخته میشود و یک میدان مغناطیسی دوار با سرعت سنکرون تولید میکند. در عین حال، روتور توسط یک منبع تغذیه DC برانگیخته میشود و به عنوان یک آهنربای دائمی عمل میکند. البته روتور را هم میتوان از آهنرباهای دائمی ساخت.
الکتروموتور سنکرون خود راهانداز نیست، زیرا روتور به یک چرخش اولیه نیاز پیدا میکند. یک آرایش قفس سنجابی از طریق نوک قطبها نصب شده است تا الکتروموتور خود راهاندازی شود. یک موتور سنکرون در صورت تغذیه با ولتاژ پایین، ولتاژ تحریک کم و در صورت اضافه بار موتور از سنکرون خارج میشود.
موتور سنکرون نوعی از موتور های الکتریکی هستند که سرعت روتور و میدان مغناطیسی استاتور با یکدیگر برابر است و با تغییر و یا کنترل سرعت هر یک، سرعت جزء دیگر نیز تغییر می کند. به دلیل سرعت یکسان روتور و استاتور در این موتور ها لغزشی وجود ندارد و تغییرات بار بر روی دور موتور تاثیر نمی گذارد.
در حقیقت استاتور در موتور سنکرون از یک منبع AC تغذیه کرده و یک میدان مغناطیسی با سرعت سنکرون که از رابطه زیر محاسبه می گردد، ایجاد می نماید و در عین حال روتور از منبع DC تغذیه می کند به همین خاطر به ماشین الکتریکی سنکرون، موتور های دو تحریکه (Doubly Excited) نیز می گویند.
N = NS = 120 f/P
در این رابطه Ns همان سرعت سنکرون یا سرعت چرخش روتور (بر حسب دور در دقیقه) است ، f فرکانس که موتور تغذیه می کند (بر حسب هرتز) و p تعداد قطب های استاتور می باشد.
الکتروموتور آسنکرون چیست؟
موتور آسنکرون با عنوان موتور القایی نیز شناخته میشود. آسنکرون به این معنی است که موتور با سرعت کمتر از سرعت سنکرون خود کار میکند. سرعت سنکرون سرعت چرخش میدان مغناطیسی در روتور محاسبه شده است. البته سرعت سنکرون به فرکانس و تعداد قطبها بستگی دارد.
دو بخش اصلی یک موتور القایی استاتور و روتور به حساب میآیند. کویل های برنجی در استاتور قرار میگیرند و توسط مجاری مواد فرومغناطیسی از یکدیگر جدا میشوند. المانهای پلاستیکی سیمها را به صورت الکتریکی جدا میکنند تا از اتصال کوتاه آنها جلوگیری شود. یاتاقانها میل لنگ و سپرهای انتهایی را نگه میدارند و به روتور قفس سنجابی اجازه میدهند در سیم پیچ مرکزی استاتور باقی بماند و با حداقل اصطکاک بچرخد.
یک میدان مغناطیسی دوار در اطراف استاتور توسط منبع AC ایجاد میشود. سرعت نسبی بین میدان مغناطیسی استاتور و رساناهای روتور باعث ایجاد میدان الکترومغناطیسی القایی میشود. باید توجه داشته باشید که الکتریسیته بر روی روتور به دلیل القای الکترومغناطیسی القا میشود و نه اتصالات سیمکشی الکتریکی. جریان القایی در روتور یک شار متناوب در اطراف آن ایجاد میکند. شار روتور از شار استاتور عقب میماند ولی در همان جهت میچرخد و سعی میکند به سرعت سنکرون برسد.
جمع بندی
موتورهای سنکرون و آسنکرون هر دو از مهمترین انواع ماشینهای الکتریکی هستند که با توجه به ویژگیها و عملکردشان در کاربردهای مختلف استفاده میشوند. موتورهای سنکرون با دقت بالا در سرعت و هماهنگی با فرکانس، برای کاربردهای خاص و حساس ایدهآل هستند، در حالی که موتورهای آسنکرون به دلیل ساختار ساده، هزینه کمتر و تطبیقپذیری با شرایط مختلف بار، کاربرد گستردهتری دارند. آگاهی از تفاوت الکتروموتور سنکرون و آسنکرون به ما امکان میدهد تا با انتخاب درست، بهرهوری سیستمهای الکتریکی را افزایش داده و نیازهای متنوع صنعتی و خانگی را به بهترین شکل برآورده کنیم.
سوالات متداول
تفاوت اصلی بین الکتروموتور سنکرون و آسنکرون در چیست؟
فرق الکتروموتور سنکرون و آسنکرون در آن است که موتور سنکرون همزمان با میان مغناطیسی استاتور میچرخد اما موتور آسنکرون با سرعتی کمتر از این میدان میچرخد.
کدام موتور برای مصرف انرژی کمتر مناسبتر است؟
موتورهای سنکرون به دلیل بازده بالاتر و توان با تلفات کمتر برای مصرف انرژی مناسبتر هستند. با این همه، موتورهای آسنکرون به دلیل طراحی ساده، قیمت مقرون به صرفه، هزینه نگهداری کم و قابلیت اطمینان بالا در کاربردهای مسکونی، تجاری و صنعتی بیشتر استفاده میشوند.