La machine la plus courante telle quele moteur synchrone a reçu 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. De plus, le 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 rotatif de l'armature, créé par le courant alternatif, et des champs magnétiques aux pôles de l'inducteur, créés par le courant continu, est à la base du principe de fonctionnement d'un tel dispositif électrique en tant que moteur synchrone. Typiquement, l'inducteur est situé sur le rotor et l'armature est située sur le stator. Les moteurs puissants utilisent des électroaimants comme pôles. Mais il existe également un type de faible puissance - un moteur synchrone à aimant permanent. La principale différence entre les machines synchrones et les machines asynchrones réside dans la conception du stator et du rotor.
Pour accélérer le moteur au niveau nominalles vitesses utilisent souvent le mode asynchrone. Dans ce mode, l'enroulement inducteur est court-circuité. Une fois que le moteur a atteint la vitesse nominale, le redresseur alimente l'inducteur en courant continu. Le moteur synchrone ne peut fonctionner qu'à la vitesse nominale.
Ce moteur présente de nombreux 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 travailler sans consommer ni dégager d'énergie réactive. Dans ce cas, le facteur de puissance du moteur sera égal à l'unité. Dans ces conditions, le moteur synchrone AC chargera le réseau avec un composant exclusivement actif. Un effet secondaire sera une réduction de la taille du moteur (pour un moteur à induction, l'enroulement du stator est calculé pour les courants actifs et réactifs). Cependant, un moteur synchrone peut également générer de l'énergie réactive en fonctionnant en mode de surexcitation.
Le moteur synchrone est beaucoup moinssensible aux surtensions et surtensions. De plus, ces machines électriques ont une résistance aux surcharges plus élevée. En augmentant les courants de champ, la capacité de surcharge du moteur peut être augmentée. L'avantage de travailler avec une machine synchrone est également une vitesse de rotation nominale constante quelle que soit la charge (sauf les surcharges).
Sans aucun doute, une telle machine comme synchronele moteur a ses points faibles. Ils sont associés à des coûts accrus et à des opérations complexes. Le problème principal est le processus d'excitation du moteur électrique et de sa mise en synchronisme. Actuellement, les excitateurs à thyristors ont été largement utilisés, qui ont un rendement beaucoup plus élevé que les excitateurs de machines électriques. Cependant, leur coût est nettement 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 d'urgence et lors de surcharges.
