Motor elektrikoak eragiketa mekanikoak egiten dituzten makinak dira, energia elektrikoa energia mekaniko bihurtuz. Motor hauek korronte alternoarekin (AC) edo korronte zuzenarekin (DC) funtzionatzeko diseinatuta daude. AC motorrak bi mota dituzte: Motor sinkronoak eta Motor asinkronoak. Bi makina hauek antzekotasun batzuk partekatzen dituzte, haien eraikuntza bezalakoak, baina nahiko desberdinak dira funtzionamenduari eta errendimenduari dagokionez.
Oinarriak eztabaidatuko ditugu Motor sinkronoa eta Motor asinkronoa haien desberdintasunak aztertu aurretik.
Indukzio edo AC motor bat motor asinkronoa da. Indukzio-motorraren funtzionamendua asinkronoa da, estatorearen eremuaren biraketa-abiadura errotorearen eremuaren abiadura baino pixka bat motelagoa baita.
Gaur egungo indukzio-motor gehienen errotoreari urtxintxa kaiola deitzen zaio. Urtxintxa kaiola zilindrikoa kobre, aluminio edo letoizko barra astunez osatuta dago, zirrikituetan jarrita eta bi muturretan elektrikoki laburtuta. Nukleo solidoa altzairu elektrikoko laminazio geruza anitzez eraikita dago. Estatoreak errotoreak baino zirrikitu gehiago ditu. Errotoreen zirrikituen kopurua estatoreko zirrikituen multiplo ez-integrala izan behar da, errotorearen eta estatorearen hortzak magnetikoki elkarlokatu ez daitezen motorra piztean.
Indukzio-motorrak harilkatuz egindako errotoreekin ere aurki daitezke urtxintxa kaiolekin baino. Zauri-errotorearen diseinu honen helburua errotorearen korrontea murriztea da, motorra biratzen hasten den heinean. Hau errotorearen harilkatu guztiak seriean erresistentzia batekin konektatuz lortzen da. Eraztun irristagarri batek korrontea ematen die harilketei. Errotoreak abiadura maximoa lortzen duenean, errotorearen poloak zirkuitu laburrean jartzen dira, beraz, urtxintxa kaiolaren errotorearen antzera funtzionatzen du elektrikoki.
Estatorea edo motorraren harilkatuen armadura motorraren zati geldikoa da. AC hornidura estatorearen harilketetara konektatuta dago. Estatorearen harilkatuari tentsio bat aplikatzen zaionean, korrontea hasten da estatorean. Korrontearen fluxuak errotoreari eragiten dion eremu magnetiko bat sortzen du, eta, ondoren, tentsioa eta korrontea ezartzen ditu errotorearen harilkatuan.
Estatoreko ipar polo batek hego polo bat induzituko du errotorean. Hala ere, estatorearen poloak bira egiten du AC tentsioa anplitudean eta polaritatean aldatzen denean. Induzitutako errotore-poloa estatore-poloari jarraitzen saiatzen da biratzen duen bitartean. Hala ere, Faraday-ren legeak dio indar elektroeragile bat sortzen dela hari-begizta bat indar baxuko eremu magnetiko batetik indar handiko eremu magnetiko batera pasatzen denean, eta alderantziz. Eremu magnetikoa konstante mantenduko litzateke errotoreak higitzen ari den estatorearen polotik jarraituz gero. Hori dela eta, errotore-eremuaren biraketa beti dago estatore-eremuaren errotazioaren atzetik. Errotore-eremua beti atzeratzen da eta estator-eremuaren atzetik doa. Horren ondorioz, biraketa estatorearena baino zertxobait motelagoa den abiaduran gertatzen da. Irristada bi eremuen arteko abiadura-aldea da.
Irristatzearen zenbatekoa aldakorra izan daiteke. Batez ere, motor batek gidatzen duen kargak eragiten du, eta baita errotorearen zirkuituaren erresistentziak eta estatorearen fluxuak eragindako eremuaren indarrak ere.
Motor sinkronoen azalpena
Motor sinkronoek errotorearen eraikuntza berezi bat erabiltzen dute, estatore-eremuaren abiadura berean bira egiteko aukera ematen diena, beraz, motorrak estator-eremuarekin sinkronizatuta daude. Normalean motor sinkronoak posizio kontrola behar duten aplikazioetarako erabiltzen dira. Motor sinkrono baten adibide ona urrats-motorra da. Hala ere, potentzia kontrolatzeko zirkuituaren garapenak motor sinkronoen diseinuak garatzea ekarri du, potentzia handiko aplikazioetan erabiltzeko optimizatuta daudenak, hala nola haizagailuak, puzgailuak eta errepidetik kanpoko ibilgailuetan.
Motor sinkronoak bi motatakoak dira:
- Auto-kitzikatua: indukzio-motorren printzipio berdinetan oinarrituta,
- Zuzenean hunkituta: eremua gehienetan iman iraunkorrekin, baina ez beti
Etengailu-erreluctance motor deitzeaz gain, autoekzitatutako motor sinkrono batek koska edo hortzak dituen altzairuzko errotore bat ere badu, polo nabarmenak izenekoak. Errotoreko koskak errotorea estator eremuarekin blokeatzen uzten dute eta abiadura berean ibiltzen dira.
Errotorea posizio batetik bestera mugitzeko, ondoz ondoko estatorearen harilkatuak/faseak sekuentzialki aldatu behar dira motor urratsen moduan. Zuzenean kitzikaturiko motor sinkronoa deskribatzeko hainbat izen ezberdin erabil daitezke. Izen arrunten artean ECPM (elektronikoki konmutatutako iman iraunkorra), BLDC (eskuilarik gabeko DC) eta eskuilarik gabeko iman iraunkorreko motorra daude. Diseinu honetako errotoreak iman iraunkorrak ditu. Imanak errotorearen gainazalean munta daitezke edo errotorearen multzoan txerta daitezke.
Diseinu honen iman iraunkorrek irristatzea ekiditen dute eta polo nabarmenak dira. Mikroprozesadore batek sekuentzialki potentzia elektrikoa aldatzen du estatorearen haizeetara une egokian egoera solidoko etengailuak erabiliz, momentu-uhinak gutxituz. Horiek guztiak motor sinkronoak funtzionamendu-printzipio bera dute. Funtsean, fluxu magnetiko handi batek errotorearen eta estatorearen arteko aire hutsunea zeharkatzen du estatorearen hortzetan zauritutako bobinetan potentzia aplikatzen denean. Fluxuak perpendikularki zeharkatzen du aire tartea. Estatorea eta errotorea ezin hobeto lerrokatuta badaude, ez da momenturik sortuko. Errotore-hortza estator-hortzarekiko angelu batean kokatzen bada, gutxienez fluxu batek hutsunea zeharkatzen du hortz-azalerekiko angelu ez-perpendikular batean. Ondorioz, pare bat sortzen da errotorean. Hortaz, estatorearen haizeetara une egokian aldatzeak erlojuaren orratzen noranzkoan edo erlojuaren orratzen noranzkoan mugimendua eragiten du, fluxu-ereduaren arabera.