Synchronní motor

Spouštění

Při spouštění synchronních motorů je nutné dosáhnout otáček blízkých synchronním.

Synchronní motory s vlastním spouštěním vyžadují frekvenční měniče, které jsou softwarově upraveny pro tento typ motorů. Nelze tedy použít klasický frekvenční měnič pro asynchronní motory. Při pohonu z frekvenčního měniče se frekvence zvyšuje ve vhodné době náběhu a rotor je synchronizován již od 0,7Hz. Otáčky motoru jsou potom přesně proporcionální frekvenci.

Existují také motory, které mohou být spouštěny pomocí startovacích vinutí, pomocí nichž se motor spouští, jako by měl zkratovaný klecový rotor.

Běžné způsoby spouštění:

• pomocným motorem, kdy se fázuje na síť stejně jako alternátor

• asynchronní rozběh využívá tlumič, přičemž se motor rozbíhá jako asynchronní motor. Budící vinutí je při rozběhu uzavřeno přes odpor. Po roztočení se stroj nabudí a synchronizuje.

Řízení otáček

Pro řízení otáček synchronních motorů se využívá změny frekvence.

       kde    f – frekvence napětí (Hz)

                p – počet pólových dvojic ( - )

Obr. 1: Synchronní motor [1]

Synchronní motory DYNEO® LSRPM - parametry produktové řady jsou výkon 0,75 až 400 kW; točivý moment 1 až 1400 Nm; otáčky 1 až 5500 ot/min a výška hřídele 90 až 315 mm.

Nepřímý měnič frekvence se stejnosměrným meziobvodem

Z blokového schématu níže je patrné využití řízených polovodičových prvků – tyristorů. Blok U1 představuje tyristorový usměrňovač, U2 potom střídač. Blok řízení BR slouží ke generování impulsů, jimiž se řídí velikost stejnosměrného proudu na řídící elektrody střídače, což má za následek změnu frekvence proudu do motoru I_M.

Pro plnohodnotnou regulaci je nutné využít snímače otáček a polohy rotoru. Požadované otáčky motoru jsou zadávány hodnotou nž.

L představuje tlumivku stejnosměrného meziobvodu.

Obr. 2: Nepřímý měnič frekvence se stejnosměrným meziobvodem [2]

Přímý měnič frekvence se skrytým stejnosměrným meziobvodem

Bloky P a N představují trojfázové usměrňovače, přičemž každý blok je složen ze tří skupin. Celkem je zde tedy 18 tyristorů, které umožňují spojení libovolné fáze s libovolnou fází motoru. Blok řízení stejně jako v předešlém případě generuje impulsy. V tomto provedení se otevírají skupiny tyristorů v závislosti na fázi sítě a žádané frekvenci proudu motoru.

Obr. 3: Přímý měnič frekvence se skrytým stejnosměrným meziobvodem [3]

Využití

V běžných aplikacích se nejčastěji setkáme se synchronními motory s permanentními magnety, a to při výkonech od stovek wattů do desítek kilowattů.

Synchronní motory se v současné době využívají především v dopravní technice, a to jako trakční motory pro kolejová i nekolejová vozidla. Plní zde náhradu za asynchronní i stejnosměrné motory.

Se synchronními pohony se také setkáme v automobilové technice, kde se využívají místo stejnosměrných motorů s permanentními magnety. Výkony se zde pohybují od desítek wattů po jednotky kilowattů.

Obr. 4: Trakční motor HPM-5000L 2-7 kW/ 48V - vodou chlazený [4]