Електромеханични свойства на синхронни двигатели

Синхронните двигатели в промишлените предприятия се използват за задвижване на дъскорезници, компресорни и вентилаторни агрегати и др., Двигателите с ниска мощност се използват в системите за автоматизация, когато се изисква строго постоянна скорост. Механичните характеристики на синхронния двигател са абсолютно твърди.

Въртящият момент на синхронен двигател зависи от ъгъла 0 между осите на полюсите на ротора и полето на статора и се изразява с формулата

където Mm е максималната стойност на въртящия момент.

Зависимост М = f (θ) Наречен ъглова характеристика на синхронна машина (Фиг. 1). Работата на двигателя е стабилна в началния участък на ъгловата характеристика; обикновено работи при θ не повече от 30 — 35 °. С увеличаване на стабилността тя намалява в граничната точка В на характеристиката (θ = 90О) стабилната работа става невъзможна; моментът, съответстващ на границата на стабилност, се нарича максимален (преобръщащ) момент.

Ориз. 1. Ъглова характеристика на синхронен двигател

Ако синхронният двигател е натоварен над Mm, тогава роторът на двигателя ще изпадне от синхрон и ще спре, което е авариен режим за машината. Номиналният въртящ момент на двигателя е 2-3 пъти по-малък от преобръщащия. Въртящият момент на двигателя е пропорционален на напрежението. Синхронните двигатели са по -чувствителни към колебанията на напрежението от асинхронните двигатели.

Стартовите свойства на синхронен двигател се характеризират не само с множеството на началния въртящ момент, но и с големината на входящия въртящ момент Мвх, развит от двигателя при плъзгане 5% от включването на постоянен ток във възбуждащата намотка на мотора. Множеството на началния въртящ момент е 0,8-1,25, а входният въртящ момент е близък по величина до началния въртящ момент на синхронен двигател.

Относително сложността на стартирането на синхронни двигатели и относително висока цена оборудване за автоматично управление ограничават използването им в промишлеността.

Ако синхронната машина работи на празен ход (ъгъл θ = 0), тогава векторите на напрежението на мрежата U и EMF E0 в намотката на котвата са равни и противоположни по фаза. Чрез увеличаване на тока в полевата намотка на полюсите може да се създаде свръхвъзбуждане в машината. В този случай ЕМП E0 надвишава мрежовото напрежение U, възниква ток в намотката на котвата

където E е получената ЕМП; xc е индуктивното съпротивление на намотката на котвата (активното съпротивление на намотката обикновено се пренебрегва при качествена оценка на режима на работа на машината).

Ток на арматурата АзИзоставам от получената ЕМП E с ъгъл от 90 °, а по отношение на вектора на напрежението на мрежата, той е водещ 90 ° (същото като когато кондензаторите са свързани към мрежата). Машина работи с превъзбуждане, може да се използва за компенсация на реактивната мощност, такава машина се нарича синхронен компенсатор.