Пуск синхронного двигателя

Предположим, что обмотка якоря синхронного двигателя подключена к сети трехфазного тока, обмотка возбуждения – к источнику постоянного тока, а ротор неподвижен. МДС обмотки якоря будет создано вращающееся магнитное поле, благодаря взаимодействию которого с проводниками ротора на последний будет действовать момент. Направление момента зависит от положения вращающегося поля относительно ротора и при вращении поля будет изменяться. На рисунке 67 показано, где вращающееся поле якоря заменено вращающимся кольцевым магнитом, а ротор – постоянным магнитом. Независимо от числа полюсов синхронного двигателя при частоте сети 50 Гц направление момента, действующего на неподвижный ротор, изменяется 100 раз в секунду. Вследствие большой частоты изменения направления момента и значительной инерционности ротора последний не сможет прийти во вращение (см. рис. 66).

Рис. 66. Пояснение пуска синхронного двигателя

Рис. 67. Пусковая обмотка синхронного двигателя:

а) с явно выраженными полюсами;

б) его механическая характеристика

Если предварительно разогнать ротор до частоты вращения n, близкой к частоте вращения n ₀ поля якоря, а затем подключить обмотку возбуждения к источнику постоянного тока, то под действием момента двигателя частота вращения ротора возрастет и наступит равенство: n = n ₀. Ротор будет вращаться далее синхронно с полем якоря.

Для разгона синхронного двигателя используют так называемый асинхронный пуск синхронного двигателя. С этой целью ротор снабжают, кроме обмотки возбуждения 1 (рис. 67а) пусковой обмоткой, которая состоит из стержней 2, уложенных в пазы полюсных наконечников и замыкаемых с торцевых сторон накоротко сегментами 3. Пусковая обмотка подобна коротко‑замкнутой обмотке ротора асинхронного двигателя.

Поскольку синхронный двигатель пускается как асинхронный, он имеет в период пуска свойства асинхронного двигателя. Чтобы можно было произвести пуск двигателя, должно быть выполнено соотношение М_n > М_с. Но для пуска синхронного двигателя этого оказывается недостаточно. Двигатель надежно входит в синхронизм, если подключение обмотки возбуждения к источнику постоянного тока происходит при скольжении s ≤ 0,05 (частота вращения n ≥ 0,95 n ₀).

Момент двигателя М _вх, соответствующий s = 0,05, называется входным. Чтобы двигатель мог разогнаться до скольжения s ≤ 0,05, должно быть выполнено условие М _вх > М_с.

Соотношения между пусковым, входным и номинальным моментами лежат для различных двигателей в следующих пределах:

M_n / M _ном = 0,7 – 2,9; M _вх / M _ном = 0,6 – 2,3.

При необходимости ограничения пускового тока или пускового момента синхронного двигателя можно использовать те же способы, что в случае пуска асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.

Дата добавления: 2015-05-06