มอเตอร์ซิงโครนัสกับมอเตอร์เหนี่ยวนำ
ทั้งมอเตอร์เหนี่ยวนำและมอเตอร์ซิงโครนัสเป็นมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับที่ใช้ในการแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานกล
เพิ่มเติมเกี่ยวกับมอเตอร์เหนี่ยวนำ
ตามหลักการของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า มอเตอร์เหนี่ยวนำตัวแรกถูกคิดค้นโดย Nikola Tesla (ในปี 1883) และ Galileo Ferraris (ในปี 1885) อย่างอิสระ เนื่องจากโครงสร้างที่เรียบง่ายและการใช้งานที่สมบุกสมบัน และค่าใช้จ่ายในการก่อสร้างและบำรุงรักษาต่ำ มอเตอร์เหนี่ยวนำจึงเป็นทางเลือกที่ดีกว่ามอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับอื่นๆ สำหรับเครื่องจักรกลหนักและเครื่องจักร
โครงสร้างและการประกอบมอเตอร์เหนี่ยวนำทำได้ง่ายมอเตอร์เหนี่ยวนำสองส่วนหลักคือสเตเตอร์และโรเตอร์ สเตเตอร์ในมอเตอร์เหนี่ยวนำคือชุดของขั้วแม่เหล็กที่มีจุดศูนย์กลาง (โดยปกติคือแม่เหล็กไฟฟ้า) และโรเตอร์คือชุดของขดลวดแบบปิด หรือแท่งอะลูมิเนียมที่จัดเรียงในลักษณะที่คล้ายกับกรงกระรอก จึงเป็นที่มาของชื่อโรเตอร์กรงกระรอก เพลาที่จะส่งแรงบิดที่ผลิตได้นั้นผ่านแกนของโรเตอร์ โรเตอร์วางอยู่ภายในช่องทรงกระบอกของสเตเตอร์ แต่ไม่มีการเชื่อมต่อทางไฟฟ้ากับวงจรภายนอกใดๆ ไม่มีการสับเปลี่ยนหรือแปรง หรือกลไกการเชื่อมต่ออื่นๆ เพื่อจ่ายกระแสไฟให้กับโรเตอร์
มอเตอร์ทุกชนิดใช้แรงแม่เหล็กหมุนโรเตอร์ การเชื่อมต่อในขดลวดสเตเตอร์ถูกจัดเรียงในลักษณะที่สร้างขั้วตรงข้ามที่ด้านตรงข้ามของขดลวดสเตเตอร์ ในระยะเริ่มต้น ขั้วแม่เหล็กจะถูกสร้างขึ้นในลักษณะขยับตัวเป็นระยะตามเส้นรอบวง สิ่งนี้ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์ในขดลวดในโรเตอร์และทำให้เกิดกระแสกระแสเหนี่ยวนำนี้สร้างสนามแม่เหล็กในขดลวดของโรเตอร์ และปฏิกิริยาระหว่างสนามสเตเตอร์กับสนามเหนี่ยวนำจะขับเคลื่อนมอเตอร์
มอเตอร์เหนี่ยวนำทำขึ้นเพื่อใช้งานทั้งกระแสไฟแบบเฟสเดียวและแบบหลายเฟส แบบหลังสำหรับเครื่องจักรที่ใช้งานหนักซึ่งต้องการแรงบิดขนาดใหญ่ ความเร็วของมอเตอร์เหนี่ยวนำสามารถควบคุมได้โดยใช้จำนวนขั้วแม่เหล็กในขั้วสเตเตอร์หรือควบคุมความถี่ของแหล่งพลังงานอินพุต สลิปซึ่งเป็นตัววัดเพื่อกำหนดแรงบิดของมอเตอร์ บ่งบอกถึงประสิทธิภาพของมอเตอร์ ขดลวดโรเตอร์ที่ลัดวงจรมีความต้านทานน้อย ส่งผลให้มีกระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่เหนี่ยวนำให้เกิดการลื่นในโรเตอร์เล็กน้อย ดังนั้นจึงสร้างแรงบิดขนาดใหญ่
ที่สภาวะโหลดสูงสุด สำหรับมอเตอร์ขนาดเล็กสลิปจะอยู่ที่ 4-6% และ 1.5-2% สำหรับมอเตอร์ขนาดใหญ่ ดังนั้นมอเตอร์เหนี่ยวนำจึงถือว่ามีการควบคุมความเร็วและถือเป็นมอเตอร์ที่มีความเร็วคงที่ ทว่าความเร็วในการหมุนของโรเตอร์นั้นช้ากว่าความถี่ของแหล่งพลังงานอินพุต
เพิ่มเติมเกี่ยวกับมอเตอร์ซิงโครนัส
มอเตอร์ซิงโครนัสเป็นมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับที่สำคัญอีกประเภทหนึ่ง มอเตอร์ซิงโครนัสได้รับการออกแบบให้ทำงานโดยไม่มีความแตกต่างในอัตราการหมุนของเพลาและความถี่ของกระแสไฟ AC ระยะเวลาของการหมุนคือผลคูณของวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ
มอเตอร์ซิงโครนัสมีสามประเภทหลัก มอเตอร์แม่เหล็กถาวร มอเตอร์ฮิสเทรีซิส และมอเตอร์รีลักแตนซ์ แม่เหล็กถาวรที่ทำจากเหล็กนีโอไดเมียม-โบรอน ซาแมเรียม-โคบอลต์ หรือเฟอร์ไรท์ใช้เป็นแม่เหล็กถาวรบนโรเตอร์ ไดรฟ์แบบปรับความเร็วได้ โดยที่สเตเตอร์จ่ายจากความถี่ผันแปร แรงดันไฟฟ้าแปรผันคือการใช้งานหลักของมอเตอร์แม่เหล็กถาวร สิ่งเหล่านี้ใช้ในอุปกรณ์ที่ต้องการความเร็วและการควบคุมตำแหน่งที่แม่นยำ
มอเตอร์ฮิสเทรีซิสมีโรเตอร์ทรงกระบอกเรียบทึบ ซึ่งหล่อจากเหล็กโคบอลต์ "แข็ง" แม่เหล็กแรงกดทับสูง วัสดุนี้มีวงฮิสเทรีซิสที่กว้าง กล่าวคือ เมื่อมันถูกทำให้เป็นแม่เหล็กในทิศทางที่กำหนด มันต้องการสนามแม่เหล็กย้อนกลับขนาดใหญ่ในทิศทางตรงกันข้ามเพื่อย้อนกลับการสะกดจิตเป็นผลให้มอเตอร์ฮิสเทรีซิสมีมุมล่าช้า δ ซึ่งไม่ขึ้นกับความเร็ว มันพัฒนาแรงบิดคงที่ตั้งแต่เริ่มต้นจนถึงความเร็วซิงโครนัส ดังนั้นจึงเริ่มต้นได้เองและไม่ต้องการการเหนี่ยวนำที่คดเคี้ยวเพื่อเริ่มต้น
มอเตอร์เหนี่ยวนำ vs มอเตอร์ซิงโครนัส
• มอเตอร์ซิงโครนัสทำงานที่ความเร็วซิงโครนัส (RPM=120f/p) ในขณะที่มอเตอร์เหนี่ยวนำทำงานที่ความเร็วซิงโครนัสน้อยกว่า (RPM=120f/p – สลิป) และสลิปเกือบจะเป็นศูนย์ที่แรงบิดโหลดเป็นศูนย์และสลิป เพิ่มขึ้นตามแรงบิดโหลด
• มอเตอร์ซิงโครนัสต้องการกระแสตรงเพื่อสร้างสนามในขดลวดโรเตอร์ มอเตอร์เหนี่ยวนำไม่จำเป็นต้องจ่ายกระแสใดๆ ให้กับโรเตอร์
• มอเตอร์ซิงโครนัสต้องใช้แหวนสลิปและแปรงเพื่อเชื่อมต่อโรเตอร์กับแหล่งจ่ายไฟ มอเตอร์เหนี่ยวนำไม่ต้องใช้แหวนสลิป
• มอเตอร์ซิงโครนัสต้องใช้ขดลวดในโรเตอร์ ในขณะที่มอเตอร์เหนี่ยวนำมักสร้างด้วยแถบนำไฟฟ้าในโรเตอร์ หรือใช้ขดลวดลัดวงจรเพื่อสร้าง "กรงกระรอก"