Synkrona motorer
En synkronmotor är en motor där rotorn normalt roterar med samma hastighet som rotationsfältet i maskinen. Statorn liknar den hos en induktionsmaskin som består av en cylindrisk järnram med lindningar, vanligtvis trefasiga, placerade i slitsar runt den inre periferin. Skillnaden ligger i rotorn, som normalt innehåller en isolerad lindning ansluten genom släpringar eller andra medel till en likströmskälla (serfigur).
Funktionsprincipen för en synkronmotor kan förstås genom att betrakta statorlindningarna som anslutna till en trefas växelströmsförsörjning. Effekten av statorströmmen är att etablera ett magnetfält som roterar vid 120f/pvarv per minut för en frekvens påfhertz och förpstolpar. En likström i enp-polfältlindning på rotorn kommer också att producera ett magnetfält som roterar med rotorhastighet. Om rotorhastigheten görs lika med statorfältets och det inte finns något belastningsmoment, kommer dessa två magnetiska fält att tendera att riktas in med varandra. När mekanisk belastning appliceras glider rotorn tillbaka ett antal grader i förhållande till statorns rotationsfält, utvecklar vridmoment och fortsätter att dras runt av detta roterande fält. Vinkeln mellan fälten ökar när lastvridmomentet ökar. Det maximala tillgängliga vridmomentet uppnås när vinkeln med vilken rotorfältet släpar efter statorfältet är 90 grader. Användning av mer belastningsmoment kommer att stoppa motorn.
En fördel med synkronmotorn är att maskinens magnetfält kan produceras av likströmmen i fältlindningen, så att statorlindningarna behöver endast ge en effektkomponent av ström i fas med den applicerade statorspänningen, dvs. motorn kan arbeta med en effektfaktor. Detta tillstånd minimerar förlusterna och uppvärmningen i statorlindningarna.
En synkronmotor med endast en fältlindning som bär en likström skulle inte vara självstartande. Vid vilken hastighet som helst annan än synkron hastighet, skulle dess rotor uppleva ett oscillerande vridmoment med noll medelvärde när det roterande magnetfältet upprepade gånger passerar den långsammare rörliga rotorn. Normalt läggs en kortsluten lindning liknande den hos en induktionsmaskin till rotorn för att ge startmoment. Motorn startas, antingen med full eller reducerad statorspänning, och bringas upp till cirka 95 procent av synkronhastigheten, vanligtvis med fältlindningen kortsluten för att skydda den från för hög inducerad spänning. Fältströmmen appliceras sedan och rotorn drar i synkronism med det roterande fältet.
