Характеристики и стартови свойства на синхронните двигатели

Механичната характеристика на синхронния двигател има формата на хоризонтална права линия, тоест скоростта му на въртене не зависи от товара (фиг. 1, а). С увеличаване на натоварването ъгълът се увеличава θ — ъгълът между векторите на мрежовото напрежение Uc и ЕРС на намотката на статора E0 (фиг. 1, б).

От векторната диаграма можете да извлечете формулата за електромагнитния момент

M = (m1/ω1)(U1E0 / x1) гряхθ,

където m1 — брой фази на статора; ω1 — ъгловата скорост на статорното поле; U1 — напрежение на статора; E0 — ЕМП, индуцирана в намотката на статора; NS1 — индуктивно съпротивление на намотката на статора; θ — ъгълът между векторите на намагнитващите сили на статора и ротора. От тази формула следва, че моментът се променя в зависимост от натоварването според синусоидалния закон (фиг. 1, в).
Без ъгъл на натоварване θ = 0, т.е. напрежението и ЕМП са във фаза. Това означава, че статорното поле и роторното поле съвпадат по посока, тоест пространственият ъгъл между тях е нула.

Ориз. 1. Характеристики (a, b) и векторна диаграма (6) на синхронен двигател: I — ток на статора; r1 — активно съпротивление на намотката на статора; х1 — индуктивно съпротивление, създадено от поток от изтичане и поток от котва

С увеличаване на натоварването въртящият момент се увеличава и достига критична максимална стойност при θ = 80 ° (крива 1), които двигателят е в състояние да създаде при дадено напрежение на мрежата и ток на полето.

Обикновено номиналният ъгъл θномер (25 ≈ 30) °, което е три пъти по -ниско от критичната стойност, поради което капацитетът на претоварване на двигателя е Mmax / Mnom = 1,5 + 3. По -голямата стойност се отнася за двигатели с неявно изразени полюси на ротора, а по -малката — с изразени такива. Във втория случай характеристиката (крива 2) има критичен момент при θ = 65 °, което е причинено от влиянието на реактивния въртящ момент.

За да не се синхронизира двигателят при претоварване или намаляване на мрежовото напрежение, е възможно временно да се увеличи токът на възбуждане, тоест да се използва принудителен режим.

При равномерно въртене началната намотка не влияе върху работата на двигателя. NSкогато товарът се промени, ъгълът се променя θ, което е придружено от увеличаване или намаляване на скоростта. Тогава началната намотка започва да играе ролята на стабилизираща. Асинхронният въртящ момент, възникващ в него, изглажда колебанията в скоростта на ротора.

Синхронният двигател се характеризира със следните начални свойства:

• Аз* n = АзNS //Азnom — кратността на пусковия ток, протичащ през статора в началния момент на стартиране;
• M * n = Mn / Mnom — кратността на началния въртящ момент, която зависи от броя на прътите на стартовата намотка и от тяхното активно съпротивление;
• M * in = MVh / Mnom — множеството на входния въртящ момент, развит от двигателя в асинхронен режим, преди да бъде издърпан в синхрон при плъзгане s = 0,05;
• M * max = Mmax / Mnoy — множеството на максималния въртящ момент в синхронния режим на двигателя;
• U* n = Un • 100 /U1 — най -ниското допустимо напрежение на статора при стартиране,%.

Синхронно електрическо задвижване се използва в инсталации, които не изискват често стартиране и контрол на скоростта, например за вентилатори, помпи, компресори. Синхронният електродвигател има по -висока ефективност от асинхронен, той може да работи с превъзбуждане, т.е. с отрицателен ъгъл φ, по този начин компенсираща индуктивна мощност други потребители.

Въпреки че синхронният двигател е по -сложен по дизайн, изисква източник на постоянен ток и има плъзгащи пръстени, той се оказва по -рентабилен от асинхронен двигател, особено за задвижване на мощни механизми.