Угловая характеристика синхронного электродвигателя

Угловой характеристикой СД называется зависимость электромагнитного момента Мэм двигателя от угла рассогласования 0: Мэм(0).

Для получения уравнения угловой характеристики СД запишем активную мощность, потребляемую электродвигателем из сети

Электромагнитная мощность Рэм меньше потребляемой мощности на величину магнитных потерь в статоре ДРМ и электрических потерь в активном сопротивлении обмотки статора ЛРэл1 = IiR- Пренебрегая этими потерями (АРм = АРэл1 = 0), получим

где |/ — угол меду ЭДС Е0 и током I статора СД.

Преобразуем (12.62) выразив мощность Рэм через угол рассогласования 0. Для этого обратимся к векторной диаграмме СД. Из рассмотрения на векторнойдиаграмме (рис. 12.21) треугольников Оса и асЪ следует что отрезок ас = ту[/ sin Q = muIx cos г. Выразим из этого выражения / cos р и подставив его в (12.62) получим

Схема замещения синхронного двигателя

Рис. 12.20. Схема замещения синхронного двигателя

Электромагнитный момент на валу двигателя равен

ЗЕ U

где Мтах =—---максимальный момент СД.

co0x

Векторная диаграмма фазы синхронного двигателя

Рис. 12.21. Векторная диаграмма фазы синхронного двигателя

Угловая характеристика СД для номинального тока возбуждения представлена на рис. 12.22, кривая 1.

Угловые характеристики синхронного двигателя

Рис. 12.22. Угловые характеристики синхронного двигателя

Максимальный момент Мтах СД соответствует углу рассогласования

К

0 = —. Номинальный момент Мном СД обычно соответствует углу рассогласования 0НОМ =25н-30°. Поэтому перегрузочная способность СД всегда больше двух:

Если увеличить ток возбуждения СД, то увеличивается величина ЭДС — Е0 и возрастает момент Мтах. Поэтому угловая характеристика СД при токе возбуждения 1В1 >1Вном будет иметь вид кривой 2 на рис. 12.22. В этом случае Mmaxi > MmaxiH0M.

Явление увеличения момента СД с увеличением тока возбуждения используется для увеличения момента СД при снижении напряжения сети путем «форсировки» (увеличения) тока возбуждения.

Механическая характеристика синхронного электродвигателя. Пуск электродвигателя

Механическая характеристика СД представляет собой прямую параллельную оси моментов, (рис. 12.23), и пересекает ось частот в точке — ш0 прямая I.

Точка 1 на механической характеристике соответствует номинальному режиму, а точка 2 — соответствует максимальному моменту Мтах. Особенность механической характеристики СД — независимость частоты вращения ротора от момента сопротивления на его валу, вплоть до Мтах. Частота вращения ротора всегда равна частоте вращения магнитного поля машины — ш0.

Для пуска СД его ротор кроме основной обмотки возбуждения имеет специальную пусковую короткозамкнутую обмотку подобную «беличьему колесу» асинхронных двигателей. Стержни этой обмотки укладывают в специальные пазы полюсов и соединяют по торцам ротора. При пуске СД обмотку статора подключают к трехфазной сети, а обмотку возбуждения отключают от источника питания и замыкают на резистор, сопротивление которого в 10—15 раз превышает сопротивление самой обмотки.

Механические характеристики синхронного двигателя

Рис. 12.23. Механические характеристики синхронного двигателя

Если обмотку оставить разомкнутой, то в начале пуска в ней вращающимся магнитным полем будет индуцироваться большая ЭДС, опасная для изоляции.

Под действием асинхронного момента ротор разгоняется по механической характеристике соответствующей АД (см. рис. 12.23, кривая II) до частоты вращения близкой к синхронной, со = 0,95со0. Разгон осуществляется от точки 3 до точки 4, затем обмотку возбуждения подключают к источнику постоянного напряжения. Возникает синхронный электромагнитный момент и двигатель втягивается в синхронизм (частота вращения ротора становится равной w0). Переход двигателя в процессе пуска с асинхронной на синхронную механические характеристики иллюстрируются на рис. 12.23, точки 3—4—1.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >