Szinkron motorok felépítése

A szinkron gépek generátorként és motorként alkalmazhatóak. Szinkron generátorokkal történik az erőművekben a villamos energia előállítása. Teljesítményük néhány kVA- től több száz MVA- ig terjed. A szinkron gép elnevezése azt jelenti, hogy csak a frekvencia és póluspárszám által meghatározott szinkron fordulatszámon működhet. Ettől a gép fordulatszáma csak rövid ideig tartó átmeneti állapotban térhet el. A fordulatszám tartós eltérése a szinkrontól üzemzavart jelent.

A szinkron motorok elvi felépítése

A szinkron motor nyomatéka

A generátorral azonos szerkezetű szinkron motor indító nyomatéka az igen nagy áramfelvétel ellenére zérus. A szinkron motor kizárólag szinkron állapotban a 0-tól -90 -ig terjedő terhelési szög tartományban képes stabil nyomaték kifejtésére.

Szinkron motorok indítása

Ez a motortípus az aszinkron motortól eltérően nem tud a hálózatra kapcsolás után felgyorsulni. Forgórészét más módszerrel kell fordulatra hozni. Elvileg a generátorhoz hasonlóan kellene a hálózatra szinkronozni pl. úgy, hogy kis teljesítményű egyenáramú motorral a szinkron fordulatra hozzuk és felgerjesztve előírt feltételek betartása mellett a hálózatra kapcsoljuk. Általában nem ezt a hosszadalmas módszert alkalmazzák.
A szinkron motor forgórészébe – az egyenáramú gerjesztő tekercs mellett – hasonló kalickát (indítókalicka) építenek be, mint a rövidrezárt aszinkron motor forgórészébe. Ennek segítségével – a gerjesztőkör rövidrezárása mellett- a szinkron motor rövidrezárt aszinkron motorként indítható. Az egyenáramú gerjesztést akkor kapcsolják be, amikor a gép- aszinkron motorként- elérte a legnagyobb fordulatszámot. A gerjesztés hatására a motor szinkronba ugrik.
A névlegesnél kisebb teljesítményre a csúszógyűrűs aszinkron motor is felhasználható szinkron motorként. Csúszógyűrűi közé kapcsolt indítóellenállásal indítható. Az ellenállások rövidrezárása után azokat lekapcsolják a csúszógyűrűkről és két csúszógyűrűre egyenáramú gerjesztést adnak. Ennek hatására a motor szinkronba ugrik ( szinkronozott aszinkron motor).
Ha a szinkron forgó motor tengelyét fékező nyomatékkal terheljük, akkor a forgórész pólusai terhelési szöggel lemaradnak az állórész forgó mágneses mezeje mögött. Felfogható úgy, hogy a forgó mező forog elől és húzza maga után a forgórész pólusait. Mennél nagyobb a terhelő, fékező nyomaték, annál nagyobb a terhelési szög. Ha a fékező nyomaték túllépi a gép maximális nyomatékát, akkor a gép a szinkronból kiesik, lassul majd megáll. Ez a jelenség nagy áramlökéssel jár. Ilyen esetben a gépet azonnal le kell kapcsolni a hálózatról. A motor nyomatéka a gerjesztés növelésével növelhető.

Teljesítménytényező javítás túlgerjesztett szinkron motorral

A túlgerjesztett szinkron motormeddő teljesítményt termel, tehát képes fedezni a fogyasztók által felveendő meddőteljesítmény igényt. A cos javításnak ez a módja csak akkor lehetséges, ha van olyan munkagépe egy üzemnek, amelyet szinkron motorral lehet hajtani.

A szinkron gépek lengései

Ha egy szinkron motor terhelő nyomatékát hirtelen megnöveljük, akkor a szinkron motor csak lengések után képes beállni. A lengések csillapítására nem elegendő a súrlódási veszteség. Jó csillapítás érhető el, ha a forgórészre csillapító kalickát helyezünk. Miközben a gép hol gyorsabban, hol lassabban forog, a kalickában feszültség indukálódik és áram indul meg. Lenc törvénye értelmében ez az áram a lengést csillapító nyomatékot létesít. A csillapító kalicka felhasználható a szinkron motor rövidrezárt aszinkron motorkénti indítására.

A túlgerjesztett szinkron motor meddő teljesítményt termel, tehát képes fedezni a fogyasztók által felveendő meddőteljesítmény igényt.