Механическая характеристика синхронного двигателя

Синхронный двигатель состоит из статора с обмоткой, которая включается в сеть трехфазного тока и выпол­няет роль якоря машины, и ротора с обмоткой, которая получает питание от постороннего источника постоянного тока и выполняет роль индуктора машины.

Вращающий момент двигателя определяется по фор­муле

М = M_max Sin Θ,

где М_mах —максимальный момент синхронного двигателя; Θ — угол расхождения между полюсами магнитных полей статора и ротора.

В синхронных двигателях с увеличением нагрузки частота вращения не меняется, а увеличивается угол в, поэтому механическая характеристика будет абсолютно жесткой (рис. 7.4, а), а для определения величины мо­ментов используют угловую характеристику синхронного двигателя (рис. 7.4, 6)—зависимость М = f (Θ).

Из угловой характеристики видно, что в левой части ее с увеличением угла Θ момент вращения М увеличи­вается, в правой части с увеличением угла Θ момент уменьшается. Таким образом, устойчивая работа дви­гателя возможна только на левой части характеристики.

Обычно угол Θ = 20÷ 30° соответствует номинально­му моменту электродвигателя М_ном. Перегрузочная спо­собность синхронного двигателя λ = 2÷ 2, 5.

В зависимости от величины тока возбуждения двига­тель может работать с cos φ меньше единицы (ток воз­буждения меньше номинального) или равным единице (ток возбуждения равен номинальному). При перевоз­буждении синхронный двигатель вырабатывает реактив­ную энергию и отдает ее в сеть переменного тока. Это свойство двигателя используется для улучшения cosqp сети.

Синхронные двигатели применяются для привода крупных, редко отключаемых машин (компрессоров, вен­тиляторов, насосов).

Регулирование частоты вращения двигателей перемен­ного тока может быть осуществлено за счет изменения частоты тока, числа пар полюсов, включения в цепь ро­тора дополнительных активных сопротивлений, введения в цепь ротора дополнительной э.д.с. Для электродви­гателей с короткозамкнутыми роторами возможности регулирования частоты вращения ограничены, гак как из­менение частоты тока требует установки дополнительно­го оборудования, изменение числа пар полюсов требует выполнения специальной обмотки в статоре и пересоеди­ненияее в процессе эксплуатации, а включение дополнительных сопротивлений в цепь ротора выполнить не­возможно.

Практически нерегулируем и синхронный двигатель, а в электродвигателях с фазным ротором регулирование частоты вращения достигается за счет ввода в цепь ро­тора дополнительных активных сопротивлений. Данный способ неэкономичен, так как расходуется электроэнер­гия на нагрев реостата и уменьшается мощность на валу двигателя.

Лекция 6. Управления двигателями постоянного И перемННОГО ТОКА.