Sünkroonmasin

Sünkroonmasin on kolmefaasiline elektrimasin, mille rootori magnetväli liigub sama kiirusega kui staatori pöördväli (pöörlev magnetväli), seega pöörlevad need magnetväljad sünkroonselt). Rootori kui masina pöörleva osa mähised ühendatakse välisahelaga kontaktrõngaste ja neil libisevate grafiitharjade vahendusel. Et induktorimähis on keskmiselt 100 korda väiksema võimsusega kui ankrumähis, siis vooluülekande hõlbustamiseks paigutatakse rootorile harilikult induktorimähis; ankrumähis asub siis masina paigalseisaval osal – staatoril.

Sünkroonmasinat võib tööpõhimõtte poolest kasutada nii elektrigeneraatorina kui ka elektrimootorina:

• kui rootor panna välise mehaanilise jõuallika abil pöörlema, indutseerub ankrumähises vahelduvpinge;
• kui staatori ankrumähis lülitada toitevõrku, tekib masinas magnetiline pöördväli, mis paneb rootori pöörlema, kusjuures pöörlemissagedus võrdub välja pöörlemissagedusega.

Ühe väljepooluspaariga sünkroonmasin (südamiku keskel on skemaatiliselt näidatud ergutusahel alalisvooluallika ja kontaktrõngastega)

Sünkroonmasinad töötavad enamasti kolmefaasilises tööstussagedusega (Euroopas 50 Hz, USAs 60 Hz) elektrivõrgus. Sünkroonmasina pöörlemissagedus $n$ on seotud vahelduvvoolu sageduse $f$ ja induktori pooluspaaride (N–S) arvuga $p$:

$n={\frac {f}{p}}$ (pööret sekundis, tähis 1/s ehk s⁻¹) või $n={\frac {60f}{p}}$ (pööret minutis).

Pooluspaare on kiirekäigulistel masinatel 1–2 (pöörlemiskiirus näiteks $p=2$ korral 1500 1/min), keskmisekäigulistel 3–4 ja aeglasekäigulistel 5 või rohkem. Kiiretel masinatel on enamasti peitpoolusrootor – massiivne silinder, mille uuretes paikneb ergutusmähis (induktori mähis). Aeglasematel masinatel on väljepoolusrootor – selgelt eristuvate poolusesüdamike ja nende otstel olevate pooluskingadega.

Sünkroonmasina rootori magnetväli ja staatori magnetväli pöörlevad küll ühesuguse sagedusega, kuid generaatori magnetväli on teatud nurga – koormusnurga – võrra staatori omast ees ja mootori korral järel. Koormusnurk kasvab koos koormusega, kuid ei või ületada masina stabiilset talitlust tagavat väärtust.

Sünkroonmasinaid kasutatakse energeetikas ja tööstuses sünkroongeneraatorite, sünkroonmootoroite ja sünkroonkompensaatoritena. Viimased on olnud kasutusel pinge ja voolu vahelise faasinihke kompenseerimiseks pikkade liinidega kõrgepingevõrkudes.

Vaata ka

• sünkroonmootor
• sünkroonsus