...
- Synkroniset moottorit
- Induktiomoottorit
- Tasavirtamoottorit
- Harjattomat tasavirtamoottorit
- Askelmoottorit
- Reluktanssimoottorit ja moottorit, joiden roottorin magneettiset ominaisuudet eivät ole ympyräsymmetrisiä
Luokissa 1, 2, 4 ja 5 tehdään tyypillisesti moottorin paikallaan pysyvään runkoon eli staattoriin pyörivä magneettikenttä, jota eri tavoin magnetoitu akselia pyörittävä osa eli roottori seuraa. Luokassa 3 staattori on vakiomagnetoitu ja roottorin magnetointia muutetaan sen pyöriessä siten, että sen magneettikenttä on aina kohtisuorassa staattorin magneettikenttään nähden.
...
Suuria synkronimoottoreita voidaan käyttää teollisuslaitoksissa kehittämään kompensoivaa loistehoa. Magnetointivirtaa säätämällä moottori voidaan säätää tuottamaan juuri haluttu määrä induktiivistä tai kapasitiivistä loisvirtaa.
Synkronisen moottorin (PMSM) mitoitus on opetettu liitteissä C ja D dokumentissa PMSM:n mitoitus.
Katso: Synchronous Motor
Katso: Working of Synchronous Motor
...
Jos suuri induktiomoottori käynnistetään ilman taajuusmuuttajaa, tulee sen ankuripiirien kanssa kytkeä sarjaan sopivat induktanssit siten, että virta juuri tulee käynnistyksessä sallittuun maksimiarvoonsa. Kun pyörimisnopeus on kasvanut siten, että käynnistysvirtaa kanattaa taas kasvattaa, vaihdetaan induktanssi pienempään, jotta virta saadaan taas suurimpaan salittun arvoonsa; tällaisia käynnistysportaita voidaan tarvita esimerkiksi vaikka 10 kappaletta.
Yksi tavallinen induktiomoottorin rakenne käyttää niin sanottua häkkikäämittyä (squirrel cage) roottoria, katso kuvat alla. Koska häkkikäämitys on oikosuljettu, kutsutaan tällaista moottoria myös oikosulkumoottoriksi.
Katso: How does an Induction Motor Work
Katso: Induction Motor; How it Works
Katso: Single Phase Induction Motor, How it works ?
Tasavirtamottorit
Tasavirtamoottorit ovat helppoja säätää muuttamalla ankkuripirin (tässä tapauksessa roottorissa) jännitettä. Mottorin vaatima kommutaattori on kuitenkin hankala valmistaa, joten moottorista tulee kallis. Lisäksi kommutaattori vaatii sähkön johtamisen roottoriin niin sanottujen harjojen avulla, jotka hankaavat roottorin mukana pyöriviä kommutaattorin lamelleja. Tämä hankaus saa harjat ja lamellit kulumaan, mikä merkitsee sitä, että moottori tarvitsee aika-ajoin huoltoa. Suurissa mottoreissa harjat tehdään hiilestä ja niiden kuluminen synnyttää mottoriin hiilipölyä, mikä voi syttyä palamaan. Varsinkin huonosti säädetty kommutattori voi kipinöidä, mistä voi joissakin tapauksissa syntyä tulipalon tai räjähdyksen vaara.
Suuria tasavirtamoottoreita ei voi suoraan käynnistää nimellisellä ankkurijännitteellä, sillä vastajännitteen puuttuessa virta voi kasvaa kymmenkertaiseksi nimellisestä, mikä voi nostaa käämityksen lämpötilan lian suureksi. Jos elektronisesti toimivaa jännitteen säätölaitetta ei ole käytettävissä, tulee moottori käynnistää kytkemällä ankkurin kanssa sarjaan sopiva vastus siten, että virta tulee juuri käynnistyksessä sallitun maksimin suuruiseksi. Kun pyörimisnopeus on kasvanut siten, että käynnistysvirtaa kanattaa taas kasvattaa, vaihdetaan sarjavastus pienempään, jotta virta saadaan taas suurimpaan salittun arvoonsa; tällaisia käynnistysportaita voidaan tarvita esimerkiksi vaikka 10 kappaletta.
Katso: DC Motor, How it works?
Harjattomat tasavirtamoottorit
Harjaton tasavirtamoottori on perusrakenteeltaan kuin synkronimottori; kuitenkin moottoria syötetään tasavirralla ja sen kehittämä vastajännite on tasavirtaa. Tällainen moottori vaatii toimiakseen ohjausyksikön, joka osaa ohjauksen mukaan muuttaa eri vaiheisiin menevää jännitettä oikeassa tahdissa. Ohjausyksikkö ja moottori voidaan toisinaan hankkia erikseen jopa eri valmistajilta, kun taas toisinan ne ostetaan yhtenä settinä. Tyypillisesti roottorin paikasta saadaan ohjausyksikölle tieto virran mittauksen ja/tai Hall-anturien avulla.
Katso: Brushless DC Motor, How it works ?
Askelmoottorit
Askelmoottorit on kehitetty kestomagnetoiduiksi synkronimoottorien versioiksi, joita on helppo ohjata yksinkertaisen mikro-ohjaimen avulla ilman mutkikasta taajuusmuuttajaa. Askelmoottorin ohjaus ei muutu sinimuotoisesti, vaan vaihejännitteitä ohjataan mikro-ohjaimen avulla mielivaltaisella askellusnopeudella kiintein jänniteportain. Eri moottorityypeissä askelustarkkus voi olla hyvin erilainen. Moottorin napaluku on tärkeä tekijä askellustarkkuuden määrittelyssä ja lisäksi puhutaan eri tyyppisistä askelista kuten kokoaskeleesta, puoliaskeleesta ja mikroaskeleesta. Pitomomentti ei yleensä ole sama kaikissa askeltyypeissä. Askelmoottoreissa on usein erilainen napaluku staattorissa ja roottorissa.
...
Katso: How Stepper Motor Works - 2
Synchronous 3-phase reluctance and salient pole motors
The field winding in a round rotor (left) and salient rotor (right) are compared in the Figure below according to Nasar /9/.
Figure: The field winding in a round rotor (left) and salient rotor (right).
The torque of a reluctance motor is calculated with the cross field principle:
Here we have:
With some trigonometry the torque becomes:
The torque is represented in the Figure below as the function of the pole angle δ. The diameter of the circle is D = |imd-imq| which is considered here to be a constant. The torque is ½ΨD·sin2δ.
Figure: The diameter of the circle is D = |imd-imq| which is considered here to be a constant. The torque is proportional to ½D·sin2δ.
If we have a salient pole motor, it generates the sum moment which is the sum of the electromagnetic and reluctance moment, as shown in the Figure below.
Figure.
The analysis is done now be noticing that the magnetising current is (if rotor current iR = 0, we have the reluctance motor):
The generation of the torque is show in the Figure below.
Figure:
The diameter of the circle is D = |imd-imq| which is considered here to be a constant.
The reluctance torque is proportional to ½D·sin2δ,
and the electromagnetic torque is, as usual, proportional to iR·sinδ.
The total torque is proportional to the T* shown in the figure.