同期モーター

同期モータは、ローターが通常、機械の回転磁界と同じ速度で回転するモータです。ステーターは誘導機のステーターに似ており、円筒形の鉄製フレームと、内周のスロットに配置された通常3相の巻線で構成されています。違いはローターにあり、通常はスリップリングまたはその他の手段を介して直流電源に接続された絶縁巻線が含まれています（見る形）。

同期モータの動作原理は、ステータ巻線が三相交流電源に接続されていると考えることで理解できます。ステータ電流の効果は、120°で回転する磁場を確立することです。f/p毎分回転数、周波数fヘルツとp極。直流電流はpローターの 2 極界磁巻線も、ローター速度で回転する磁場を生成します。ローター速度がステーター磁場の速度と等しく、負荷トルクがない場合、これら 2 つの磁場は互いに整列する傾向があります。機械的負荷がかかると、ローターはステーターの回転磁場に対して数度後ろに滑り、トルクを発生してこの回転磁場に引き寄せられ続けます。負荷トルクが増加すると、磁場間の角度が大きくなります。最大トルクは、ローター磁場がステーター磁場より遅れる角度が 90 度のときに得られます。負荷トルクをさらに加えると、モーターが停止します。

同期モーターの利点の 1 つは、機械の磁場を界磁巻線の直流電流によって生成できるため、ステータ巻線は印加されたステータ電圧と同位相の電流の電力成分のみを供給すればよいことです。つまり、モーターは力率 1 で動作できます。この条件により、ステータ巻線の損失と発熱が最小限に抑えられます。

直流電流を流す界磁巻線のみを備えた同期モーターは、自己始動しません。同期速度以外の速度では、回転磁界が低速で回転するローターを繰り返し通過するため、ローターは平均値ゼロの振動トルクを経験することになります。通常、始動トルクを供給するために、誘導機の巻線に似た短絡巻線がローターに追加されます。モーターは、最大または低減されたステータ電圧で始動し、同期速度の約 95 パーセントまで上げられます。通常、界磁巻線は過度の誘導電圧から保護するために短絡されています。次に、界磁電流が印加され、ローターは回転する磁界と同期します。