La machine la plus largement utilisée comme moteur synchrone est dans l'industrie, où il existe des entraînements électriques fonctionnant à des vitesses constantes. Par exemple, des compresseurs avec des moteurs puissants, des entraînements de pompe. En outre, un moteur synchrone fait partie intégrante de nombreux appareils électroménagers, par exemple dans les montres.
Le principe de fonctionnement de cette machine est assez simple. L'interaction du champ magnétique tournant de l'induit, créé par le courant alternatif, et des champs magnétiques aux pôles de l'inducteur, créés par le courant continu, sous-tend le principe de fonctionnement d'un tel appareil électrique en tant que moteur synchrone. En règle générale, l'inducteur est situé sur le rotor et l'induit est situé sur le stator. Les moteurs puissants utilisent des électroaimants comme pôles. Mais il existe également un type à faible puissance - un moteur synchrone à aimant permanent. La principale différence entre les machines synchrones et asynchrones est la conception du stator et du rotor.
Pour l'overclockingmoteur jusqu'au niveau de vitesse nominale utilisent souvent le mode asynchrone. Dans ce mode, l'enroulement de l'inducteur est court-circuité. Une fois que le moteur a atteint la vitesse nominale, le redresseur alimente l'inductance en courant continu. Ce n'est qu'à la vitesse nominale que le moteur synchrone peut fonctionner indépendamment.
Ce moteur a beaucoup d'avantages. C'est un ordre de grandeur plus compliqué qu'une machine asynchrone, mais cela est compensé par un certain nombre d'avantages. L'un des principaux avantages est sa capacité à fonctionner sans consommation ni retour d'énergie réactive. Dans ce cas, le facteur de puissance du moteur sera égal à l'unité. Dans ces conditions, le moteur synchrone à courant alternatif chargera le réseau exclusivement avec le composant actif. Un effet secondaire sera une réduction des dimensions du moteur (pour un moteur asynchrone, l'enroulement du stator est calculé pour les courants actifs et réactifs). Cependant, un moteur synchrone peut également générer de la puissance réactive en fonctionnant en mode surexcité.
Un moteur synchrone est beaucoup moins sensible aux surtensions et aux chutes de tension du réseau. De plus, ces machines électriques ont une résistance plus élevée aux surcharges. En augmentant les courants d'excitation, la capacité de surcharge du moteur peut être augmentée. L'avantage de travailler avec une machine synchrone est également une vitesse nominale constante quelle que soit la charge (hors surcharges).
Sans aucun doute, une machine comme un moteur synchrone a ses points faibles. Ils sont associés à des coûts accrus et à un fonctionnement complexe. Le problème principal est le processus d'excitation du moteur électrique et son introduction en synchronisme. À l'heure actuelle, les excitateurs à thyristors ont trouvé une distribution, qui ont un rendement beaucoup plus élevé que les excitateurs de machines électriques. Cependant, leur coût est beaucoup plus élevé. A l'aide d'un interrupteur à thyristors, de nombreux problèmes peuvent être résolus: régulation optimale des courants d'excitation, maintien d'une valeur constante du cosinus phi, contrôle de la tension sur les bus, régulation des courants stator et rotor en mode secours et lors de surcharges.
