Область применения синхронных двигателей

Синхронные двигатели имеют ряд преимуществ перед другими электрическими двигателями: независимость угловой частоты вращения ротора от момента нагрузки; возможность иметь большой зазор между статором и ротором, что позволяет повысить их надежность в процессе эксплуатации; возможность изготовления двигателей на очень большие мощности (до несколько десятков МВт).

Основное их преимущество заключается в возможности генерировать в электрическую сеть реактивную мощность, что позволяет регулировать и повышать коэффициент мощности промышленной электрической сети предприятия (cos ср). Это вытекает из характерных для синхронных двигателей так называемых U - образных характеристик - зависимости тока статора от тока возбуждения ротора / = /(/в), Их строят при условии U = const, Мс = const = const). Двигатель имеет семейство U - образных характеристик для различных значений момента М и мощности Р.

Из характеристик рис. 5.31 следует три энергетических режима работы синхронного двигателя в зависимости от величины тока возбуждения 1В синхронного двигателя.

При номинальном токе возбуждения 1Вн потребляемый ток статора двигателя совпадает по фазе с напряжением сети и двигатель работает как активный элемент, потребляя из сети только активную энергетическую мощность, при соб^з = 1. На рис. 5.31 этому режиму соответствуют точки 1, 2, 3 (при разных нагрузках на валу РХ2) и пунктирная линия

СОБ^З = 1.

При токе возбуждения меньшем номинального (1В

- недовозбуждение двигателя, ток его статора отстает от напряжения сети (активно-индуктивная нагрузка) и электродвигатель потребляет из сети реактивную мощность (область рис. 5.31).

При токе возбуждения большем номинального (1В > 1Вн)

- перевозбуждение двигателя, ток статора опережает напряжение сети (активно-емкостная нагрузка) и электродвигатель отдает в сеть емкостную реактивную мощность Qc < 0 (область Qc, рис. 5.31). Режим работы синхронного электродвигателя с перевозбуждением позволяет компенсировать индуктивную реактивную нагрузку потребителей питающихся от одного источника энергии и повысить его коэффициент мощности (соб^з).

Обычно мощные синхронные двигатели мощностью 0,5- 50 МВт применяются для электроприводов компрессоров, вентиляторов, технологических насосов и ряда других механизмов, работают с перевозбуждением (/й > 1Вн) при сое = -(0,7 -ь 0,9).

При этом емкостные составляющие токов статора синхронного двигателя компенсируют индуктивные составляющие токов асинхронных двигателей, трансформаторов и других приемников, уменьшая токи и потери энергии в линиях.

Перевозбужденный синхронный двигатель без нагрузки на валу является «синхронным компенсатором» - потребителем ёмкостного тока. Синхронные компенсаторы используют для улучшения коэффициента мощности (соб^з) и стабилизации напряжения промышленных сетей. Мощности синхронных компенсаторов достигают 100-160 Мвар.

Расчёт мощности указанных механизмов осуществляется по формулам раздела 5.2.5.

Рис. 5.31. 11- образные характеристики синхронного двигателя; АВ - граница устойчивости

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >