Różnica między silnikami asynchronicznymi i synchronicznymi

1. Zasada działania:
Zasada działania silnika asynchronicznego opiera się na zasadzie działania silnika indukcyjnego. Gdy wirnik silnika asynchronicznego jest poddawany działaniu wirującego pola magnetycznego, w silniku indukcyjnym powstaje prąd indukowany, który generuje moment obrotowy, powodując obrót wirnika. Prąd indukowany jest generowany przez ruch względny między wirnikiem a wirującym polem magnetycznym. Dlatego prędkość obrotowa wirnika silnika asynchronicznego będzie zawsze nieznacznie niższa niż prędkość obrotowa wirującego pola magnetycznego, dlatego nazywa się go silnikiem „asynchronicznym”.
Zasada działania silnika synchronicznego opiera się na zasadzie działania silnika synchronicznego. Prędkość obrotowa wirnika silnika synchronicznego jest dokładnie zsynchronizowana z prędkością wirującego pola magnetycznego, stąd nazwa „silnik synchroniczny”. Silniki synchroniczne generują wirujące pole magnetyczne za pomocą prądu przemiennego zsynchronizowanego z zewnętrznym źródłem zasilania, dzięki czemu wirnik może również obracać się synchronicznie. Silniki synchroniczne zazwyczaj wymagają zewnętrznych urządzeń, takich jak prądy pola magnetycznego lub magnesy trwałe, aby utrzymać synchronizację wirnika z wirującym polem magnetycznym.

2. Cechy konstrukcyjne:
Konstrukcja silnika asynchronicznego jest stosunkowo prosta i zazwyczaj składa się ze stojana i wirnika. Na stojanie znajdują się trzy uzwojenia, które są przesunięte względem siebie o 120 stopni, generując wirujące pole magnetyczne za pomocą prądu przemiennego. Na wirniku znajduje się zazwyczaj prosty przewodnik miedziany, który indukuje wirujące pole magnetyczne i wytwarza moment obrotowy.
Budowa silnika synchronicznego jest stosunkowo złożona i zazwyczaj obejmuje stojan, wirnik i układ wzbudzenia. Układ wzbudzenia może być źródłem prądu stałego lub magnesem trwałym, służącym do generowania wirującego pola magnetycznego. Zazwyczaj na wirniku znajdują się również uzwojenia, które przechwytują pole magnetyczne generowane przez układ wzbudzenia i generują moment obrotowy.

3. Charakterystyka prędkości:
Ponieważ prędkość wirnika silnika asynchronicznego jest zawsze nieznacznie niższa niż prędkość wirującego pola magnetycznego, jego prędkość zmienia się wraz z wielkością obciążenia. Przy obciążeniu znamionowym jego prędkość będzie nieznacznie niższa od prędkości znamionowej.
Prędkość wirnika silnika synchronicznego jest w pełni zsynchronizowana z prędkością wirującego pola magnetycznego, dzięki czemu jego prędkość jest stała i nie zależy od wielkości obciążenia. Daje to silnikom synchronicznym przewagę w zastosowaniach wymagających precyzyjnej kontroli prędkości.

4. Metoda kontroli:
Ponieważ prędkość silnika asynchronicznego zależy od obciążenia, do precyzyjnej kontroli prędkości zazwyczaj wymagane są dodatkowe urządzenia sterujące. Typowe metody sterowania obejmują regulację prędkości poprzez konwersję częstotliwości i łagodny rozruch.
Silniki synchroniczne mają stałą prędkość obrotową, więc sterowanie jest stosunkowo proste. Regulację prędkości można uzyskać poprzez regulację prądu wzbudzenia lub natężenia pola magnetycznego magnesu trwałego.

5. Obszary zastosowań:
Ze względu na prostą konstrukcję, niski koszt i przydatność do zastosowań wymagających dużej mocy i wysokiego momentu obrotowego silniki asynchroniczne są powszechnie stosowane w przemyśle, np. w elektrowniach wiatrowych, pompach, wentylatorach itp.
Ze względu na stałą prędkość i wysoką precyzję regulacji silniki synchroniczne nadają się do zastosowań wymagających precyzyjnej regulacji prędkości, takich jak generatory, sprężarki, przenośniki taśmowe itp. w systemach energetycznych.

Ogólnie rzecz biorąc, silniki asynchroniczne i synchroniczne różnią się wyraźnie pod względem zasad działania, charakterystyk konstrukcyjnych, prędkości obrotowej, metod sterowania i obszarów zastosowań. Zrozumienie tych różnic może pomóc w doborze odpowiedniego typu silnika, spełniającego specyficzne wymagania inżynieryjne.

Autor: Sharon