Silniki elektryczne stanowią nieodłączny element współczesnej automatyki i przemysłu, umożliwiając przetwarzanie energii elektrycznej na energię mechaniczną. Jednym z kluczowych podziałów wśród silników elektrycznych jest podział na silniki asynchroniczne i synchroniczne, które różnią się pod wieloma aspektami. W naszym artykule omówimy te różnice pod względem konstrukcji i zasad działania.
Konstrukcja i budowa
Silnik synchroniczny
Silnik synchroniczny to maszyna elektryczna zasilana prądem przemiennym, w której wirnik w stanie ustalonym obraca się z taką samą prędkością kątową, jak pole magnetyczne w stojanie. Prędkość obrotowa silnika synchronicznego jest stała i niezależna od obciążenia oraz napięcia zasilającego. Silniki synchroniczne występują w dwóch odmianach: z biegunami utajonymi i jawnymi.
Silnik asynchroniczny (indukcyjny)
Silnik asynchroniczny, znany także jako silnik indukcyjny, ma prostszą budowę w porównaniu do silnika synchronicznego. Składa się z rdzenia stojana i wirnika, bez dodatkowych biegunów czy uzwojeń wzbudzenia. Silnik asynchroniczny wykorzystuje indukcję elektromagnetyczną do generowania ruchu.
Silniki klatkowe — najpopularniejszą odmianą silnika asynchronicznego jest silnik klatkowy. Wirnik ma kształt cylindryczny i skonstruowany jest z metalowych prętów lub drutu, tworzących klatkę. Pręty są połączone pierścieniami, co tworzy klatkę wirnika.
Silniki pierścieniowe — silniki pierścieniowe wykorzystują dodatkową rezystancję w obwodzie wirnika, co pozwala na kontrolowanie momentu rozruchowego i prądu rozruchowego. Silniki te są bardziej złożone niż klatkowe i stosuje się je w niektórych aplikacjach.
Zasada działania
Silnik synchroniczny
Silnik synchroniczny pracuje z prędkością synchroniczną, co oznacza, że prędkość jego wirnika jest zsynchronizowana z polem magnetycznym w stojanie. Prędkość ta jest stała i niezależna od obciążenia. Silniki synchroniczne są często wykorzystywane w aplikacjach wymagających precyzyjnej regulacji prędkości, takich jak systemy pozycjonowania i serwonapędy.
Silnik asynchroniczny
Silnik asynchroniczny pracuje z prędkością niższą od prędkości synchronicznej. Jego prędkość obrotowa zależy od poślizgu, który jest różnicą między prędkością synchroniczną a prędkością wirnika. Im większy poślizg, tym mniejsza prędkość obrotowa silnika. Silniki asynchroniczne są często stosowane do napędu elementów wykonawczych, takich jak przenośniki, pompy i wentylatory.
Zarówno silniki asynchroniczne, jak i silniki synchroniczne stanowią ważne elementy naszego współczesnego świata. Oba typy silników odgrywają kluczową rolę w napędzaniu maszyn, urządzeń i systemów automatyki przemysłowej. Silniki asynchroniczne charakteryzują się prostą konstrukcją, wysoką wydajnością i szerokim spektrum zastosowań. Jednak ich rozruch może być wyzwanie, a kontrola prędkości wymaga odpowiednich rozwiązań. Silniki synchroniczne z kolei zapewniają stałą prędkość obrotową i są doskonałe do zastosowań wymagających synchronizacji ruchu. W obu przypadkach rozwijają się technologie i innowacje, które pozwalają na jeszcze bardziej efektywną pracę tych silników.
