Синхронный двигатель

СИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

Синхронный двигательCинхронная машина может работать в режиме двигателя, но рассмотренный способ перевода ее в режим двигателя не применяется. Одна из многих схем пуска синхронного двигателя показана на рис. 11-12. В этом случае ротор имеет, кроме обычной обмотки возбуждения 1, условно показанной пунктиром, еще вторую, короткозамкнутую обмотку 4, как у асинхронного двигателя. Эта обмотка играет роль пусковой.

Пуск происходит следующим образом. Обмотка возбуждения 1 замыкается переключателем на сопротивление 5, в 8—10 раз большее сопротивления самой обмотки. Статор подключается рубильником к питающей сети и вращающийся магнитный поток, наводя токи в короткозамкнутой обмотке ротора 4, разгоняет ротор до скорости п<п1Для того чтобы ротор начал вращаться со скоростью п1 т. е. синхронно с потоком, ротор возбуждают, перекинув ножи переключателя вниз, на зажимы якоря возбудителя 7. При этом машина втягивается в синхронизм.

Как указывалось, эти двигатели применяются для привода насосов и воздуходувок при мощностях в сотни и тысяч киловатт. Способность к перегрузке синхронных двигателей, т. е. Mм/MH ≈ 1,8 — 2,5. При малых мощностях, не превышающих нескольких сот ватт, эти двигатели конструируются без обмотки возбуждения, называются реактивными синхронными двигателями и применяются там, где требуется постоянная скорость вращения (звуковое кино, телемеханика).

Рис. 11-12. Схема пуска синхронного двигателя.

РАБОТА СИНХРОННОЙ МАШИНЫ ПАРАЛЛЕЛЬНО С СЕТЬЮ ПРИ МЕНЯЮЩЕМСЯ ТОКЕ ВОЗБУЖДЕНИЯ

В момент включения генератора № на параллельную работу (рис. 11-9, а) в обмотке якоря его ток не возникает. Если после включения увеличить ток возбуждения генератора, то его э. д. с. Е2 становится больше U1 и под влиянием разности АЕ = Е2 — U1 обмотки якорей генераторов начинает обтекать ток I2, отстающий от АЕ на 90° по фазе, по причинам, изложенным выше. Диаграмма для этого случая показана на рис. 11-13. Этот ток отстает по фазе на 90° также и от Е2; поэтому активная мощность, развиваемая генератором № 2 Р2 = E2I2 cos Ψ2 = 0.

Диаграмма работы синхронной машины при изменяющемся токе возбуждения

Рис. 11-13. Диаграмма работы синхронной машины при изменяющемся токе возбуждения.

Таким образом, изменение тока возбуждения не приводит к изменению активной мощности генератора при параллельной работе. Однако на щитке генератора всегда указан cos φ (обычно 0,85), на который рассчитан генератор, работающий всегда с отстающим током. Этим указывается, что генератор должен создавать активную мощность Р = E2I2 cos Ψ2 и реактивную Q = E2I2 sin Ψ2.

Диаграмма для этого случая показана на рис. 11-14 и получена из диаграммы 11-10 путем увеличения вектора Е2 при том же угле рассогласования 9.

Диаграмма работы синхронного генератора, нагруженного активным и реактивным током Диаграмма работы синхронного генератора, нагруженного активным и реактивным током

Рис. 11-14. Диаграмма работы синхронного генератора, нагруженного активным и реактивным током.

На рис. 11-12 показана схема включения синхронной машины, предназначенной для работы в режиме двигателя. Однако очень часто устанавливают режим синхронного компенсатора, когда синхронный двигатель работает вхолостую, потребляя незначительную активную мощность, но с сильно опережающим током. Диаграмма работы для этого случая показана на рис. 11-15. Угол 0, определяющий смещение ротора от положения холостого хода, мал, а следовательно, мала активная мощность соответственно холостому ходу.

Диаграмма работы синхронного компенсатора

Электродвижущая сила машины Е2 U1 благодаря повышенному току возбуждения в обмотке ротора. Ток 1 отстает от ∆E на угол 90°, но опережает напряжение U1 на угол около 90°, будучи почти целиком реактивным.

Рис. 11-15. Диаграмма работы синхронного компенсатора.

Если такая машина включена, как показано на рис. 10-38 в пунктах 5 или 6, то она, работая, как конденсатор, создает в сети условия, близкие к тем, когда получается резонанс токов 5-14). Такой вращающийся конденсатор имеет преимущество перед обычным в том, что величину опережающего тока можно менять, изменяя ток возбуждения, а следовательно, Е2и устанавливать в сети наивыгоднейший cos φ.

 

Статья на тему Синхронный двигатель