Verschil tussen inductiemotor en synchrone motor

Belangrijkste verschil - inductiemotor versus synchrone motor

Inductiemotoren en synchrone motoren zijn twee verschillende typen AC-motoren. Ze bevatten allebei een stator die een roterend magnetisch veld creëert, en een rotor die als reactie roteert. De grootste verschil tussen inductiemotor en synchrone motor is dat, in synchrone motoren roteren de rotoren met dezelfde snelheid als waarop het magnetisch veld roteert, terwijl de rotoren van inductiemotoren roteren met een snelheid die langzamer is dan die van het roterende magnetische veld.

Wat is een synchrone motor

Een synchrone motor bestaat uit een stator (een niet-bewegend onderdeel) met wikkelingen die worden gevoed met een driefasige wisselstroombron. De wikkelingen zijn zodanig op de voeding aangesloten dat, wanneer de fasen wisselstromen variëren, een rond de stator roterend magnetisch veld ontstaat. De rotor (het roterende deel) van de synchrone motor wordt gevoed met een gelijkstroom, zodat deze een elektromagneet vormt, waarvan het magnetische veld niet verandert in de tijd. Wanneer de motor in werking is, heeft het magnetisch veld van de rotor een wisselwerking met het roterende magnetische veld van de stator en roteert de rotor zelf, zodat zijn magnetische polen worden "vergrendeld" met een aantrekkende magnetische pool in de stator..

In het begin echter, roteert het magnetische veld dat wordt geproduceerd door de stator zo snel dat de rotor niet in staat is de rotatie bij te houden vanwege zijn eigen traagheid. Met andere woorden, synchrone motoren zijn dat niet zelfstartend. Om dit probleem te verhelpen, eekhoorn-kooi rotoren kan worden gebruikt. Wanneer deze rotoren in een roterend magnetisch veld worden geplaatst, worden stromen op de structuur van de eekhoornkooi geïnduceerd. Deze stromen creëren hun eigen magnetisch veld dat interageert met de draaiende magnetisch veld, waardoor de kooi een kracht ervaart. Het resultaat is dat de "eekhoornkooi" ook begint te draaien. Omdat de rotor aan de eekhoornkooi is bevestigd, begint de rotor nu ook te draaien. Wanneer de rotor begint te draaien met een snelheid dichterbij de snelheid waarmee het magnetisch veld roteert, wordt de gelijkstroom op de stator ingeschakeld. Nu beweegt de rotor snel genoeg met een zodanige snelheid dat het magnetisch veld kan worden vergrendeld met het magnetische veld van de stator. Nadat ze zijn vergrendeld, kan de rotor mee blijven draaien met het roterende magnetische veld.

Een andere methode om de rotor te laten draaien met een snelheid dichter bij die van het magnetische veld, is om de rotor aan te sluiten op een externe motor. Nogmaals, wanneer de rotor een snelheid bereikt die dichtbij genoeg is, wordt zijn stroom ingeschakeld zodat zijn magnetische veld kan worden vergrendeld met het roterende magnetische veld van de stator.

De rotor in de synchrone motor draait met dezelfde snelheid als de snelheid van het roterende magnetische veld en daarom wordt de motor genoemd synchrone. Het aantal ronden dat het magnetische veld per minuut draait, wordt het synchrone snelheid (), en het wordt gegeven in termen van de frequentie van de wisselstroom en het aantal polen van de stator verbonden met een van de drie fasen door:

De video hieronder geeft een goede verklaring voor hoe een synchrone motor werkt.

Wat is een inductiemotor

De opstelling van een inductiemotor heeft enkele overeenkomsten met de opstelling van een synchrone motor. Net als de synchrone motoren bestaan ​​inductiemotoren ook uit een set statorwikkelingen die zijn aangesloten op een driefasige wisselstroombron. Zoals we eerder vermeldden, zou dit een roterend magnetisch veld produceren.

De rotor van een inductiemotor is van het type eekhoorn-kooi. Zoals eerder vermeld, produceert een eekhoorn-kooi rotor binnen een roterend magnetisch veld een stroom over de kooi. De stroom produceert zijn eigen magnetisch veld, dat op zijn beurt interageert met het roterende magnetische veld. Als gevolg hiervan begint de eekhoorn-kooi rotor ook te roteren.

Inductiemotoren

In tegenstelling tot de synchrone motor roteert de rotor van een inductiemotor met een lagere snelheid dan de snelheid waarmee het magnetisch veld roteert. Dit komt omdat, als de rotor met dezelfde snelheid zou roteren als die van het magnetische veld, de magnetische flux over de rotor zou stoppen veranderen en volgens de wet van Faraday zou er dus geen stroom meer in de rotor stromen. Daarom, wanneer de rotor begint te draaien met een snelheid dichter bij de rotatiesnelheid van het magnetische veld, zou de kracht erop afnemen en zou het beginnen te vertragen. Wanneer het begint te vertragen, zou de magnetische flux erover groter zijn, dus nu zou het een grotere kracht ervaren. Op deze manier komt de rotor nooit tot stilstand, maar bereikt hij nooit de snelheid van het roterende magnetische veld. Om deze reden wordt gezegd dat inductiemotoren van het type zijn asynchrone motor. 

Het verschil tussen de snelheid van de rotor en de snelheid van het roterende magnetische veld wordt de uitglijden. De hoeveelheid slip is groter wanneer een grotere belasting op de rotor is aangesloten. De onderstaande video geeft een uitleg over hoe een inductiemotor werkt.

Verschil tussen inductiemotor en synchrone motor

Rotor snelheid

Rotoren van a synchrone motor roteer met dezelfde snelheid als waarop het magnetische veld gevormd door de stator roteert.

Rotor van een inductiemotor roteert langzamer vergeleken met de magnetische velden geproduceerd door stators.

Zelfstartend

Synchrone motoren zijn niet zelfstartend.

Inductiemotoren zijn zelfstartend.

Huidige vereiste

Synchrone motoren een gelijkstroom nodig hebben om een ​​statisch magnetisch veld over de rotor te creëren. Dit wordt meestal geproduceerd met behulp van wisselstroom met sleepringen en borstels. 

Inductiemotoren niet vereisen dat de rotor van een gelijkstroom wordt voorzien.

Afbeelding met dank aan:

"Driefasige elektrische inductiemotoren (delta-verbinding) ..." door Zureks (Eigen werk) [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Commons