Устройство и принцип работы синхронного двигателя

Регулировочные характеристики синхронного генератора

Естественно, что поскольку напряжение синхронного генератора изменяется при изменении нагрузки в значительных пределах, необходимо принимать меры для уменьшения изменения напряжения. Этого можно добиться, очевидно, за счет соответствующего изменения ЭДС генератора путем воздействия на его ток возбуждения. О том, как и в каких пределах необходимо изменять ток возбуждения при изменении тока нагрузки генератора, чтобы поддерживать U=const,и дают представление регулировочные характеристики.

Характеристика холостого хода генератора при параллельном возбуждении практически не отличается от характеристики при независимом возбуждении, так как влияние на эту характеристику изменений напряжения и реакции якоря от тока возбуждения ничтожно. Совпадают и регулировочные характеристики. Но внешняя характеристика при параллельном возбуждении генератора идет значительно ниже, чем при независимом возбуждении, из-за уменьшения тока возбуждения при снижении напряжения.
Внешние характеристики крутопадающие, ток короткого замыкания составляет всего 1,5 - 1,7 номинального, перегрузка генератора не превышает 25% номинальной мощности. Сексины имеют плохие регулировочные характеристики из-за большой кратности регулирования тока возбуждения. Основное достоинство генераторов "сексин" - высокая надежность. Они легко выдерживают высокие температуры перегрева, допускают высокие окружные скорости, превышающие 100 м/с, имеют малый расход меди на обмотку возбуждения.
Регулировочные характеристики - зависимость тока возбуждения в функции тока нагрузки при различных значениях коэффициента мощности.
Регулировочные характеристики позволяют определить кратность регулирования тока возбуждения возбудителя для различных нагрузок при заданном коэффициенте мощности. Ток возбуждения возбудителя можно представить суммой трех составляющих: тока возбуждения холостого хода и токов возбуждения, компенсирующих реакцию якоря активной (соs ф) и реактивной (sin ф) составляющих тока нагрузки.

Принцип действия синхронного двигателя основан на взаимодействии вращающегося переменного магнитного поля якоря и постоянных магнитных полей полюсов индуктора. Обычно якорь расположен на статоре, а индуктор - на роторе. В мощных двигателях в качестве полюсов используются электромагниты (ток на ротор подаётся через скользящий контакт), в маломощных - постоянные магниты. Есть так же обращенная конструкция двигателей, где якорь расположен на роторе, а индуктор - на статоре (в устаревших двигателях, а так же в современных криогенных синхронных машинах, в которых в обмотках возбуждения используются сверхпроводники)

Двигатель требует разгона до номинальной скорости вращения или частотного пуска, прежде чем может работать самостоятельно. При такой скорости вращающееся магнитное поле якоря сцепляется с магнитными полями полюсов индуктора (если индуктор расположен на статоре, то получается, что вращающееся магнитное поле вращающегося якоря (ротора) неподвижно относительно постоянного поля индуктора (статора), если индуктор на роторе, то магнитное поле вращающихся полюсов индуктора (ротора) неподвижно относительно вращающегося магнитного поля якоря (статора)) -- это называется "вошел в синхронизм". Для разгона до номинальной скорости обычно используется дополнительный двигатель (чаще всего асинхронный). Так же используется частотный пуск, когда частоту тока якоря постепенно увеличивают от очень малых до номинальных величин.

Частота вращения (об/мин) синхронного двигателя напрямую связана с частотой тока питающей сети соотношением, ,где — число пар полюсов машины

.

Синхронные двигатели обладают ёмкостной нагрузкой, поэтому их выгодно использовать для компенсации индуктивной нагрузки (повышения коэффициента мощности). Синхронные двигатели применяют там, где нет необходимости частого пуска/остановки и регулирования скорости вращения (например, в системах вентиляции).

Дата добавления: 2015-07-02