Читайте также:
|
По конструкции синхронные двигатели аналогичны синхронным
генераторам. В двигателях с явнополюсным ротором в наконечниках
(башмаках) полюсов имеются пазы, в которые укладывают стержни пусковой
обмотки. Эти стержни с торцов соединяют короткозамыкающими кольцами.
Таким образом, получается короткозамкнутая обмотка ротора, называемая
пусковой, аналогично короткозамкнутой обмотки ротора асинхронного
двигателя.
Двигатель называется синхронным, потому что при работе частота
вращения n его ротора равна частоте вращения магнитного поля n1 (вместе
синхронно вращаются).
При пуске в ход, когда ротор неподвижен включают в сеть обмотку
статора, магнитное поле статора вращается с частотой 3000, 1500 об/мин.
Ротор массивный и из-за механической инерции мгновенно не может развить
большую частоту вращения. При этом магнитное поле полюсов ротора не
успевает взаимодействовать с магнитным полем обмотки статора, и
двигатель не запускается, т.е. не будет вращаться с синхронной скоростью.
Если на двигатель подать пониженное напряжение небольшой частоты
тока, от источника с регулируемой частотой f, то частота вращения
магнитного поля будет мала и полюса ротора при взаимодействии с полем
статора будут вращаться одновременно с ним. Затем, увеличивая постепенно
частоту питающего тока, доводят частоту вращения ротора до номинальной.
Недостатком данного (частотного) пуска в ход является необходимость в
источнике питания регулируемой частоты и напряжения. Поэтому такой
способ пуска в ход синхронных двигателей практически не применяется.
В принципе можно синхронный двигатель разогнать до частоты
вращения, близкой к синхронной, с помощью дополнительного (разгонного)
двигателя. После разгона включают синхронный двигатель в сеть и он входит
в синхронизм. Такой способ пуска в ход синхронных двигателей то же
практически не применяется.
Основным способом пуска в ход синхронных двигателей является
асинхронный: на обмотку статора подают трехфазное напряжение, и
протекающие по обмотке якоря (статора) токи создают вращающееся
магнитное поле, которое наводит в проводниках пусковой обмотки ЭДС и
токи. При взаимодействии токов пусковой обмотки с вращающимся
магнитным полем обмотки статора создаются электромагнитные силы,
которые образуют вращающий электромагнитный момент, увлекающий
ротор в сторону вращения магнитного поля. Ротор разгоняется до частоты
вращения близкой к синхронной n» 0,95n1. Затем подается питание
(постоянный ток) в обмотку возбуждения, и ротор втягивается в синхронизм,
т.е. начинает вращаться одновременно с магнитным потоком, созданным
обмоткой статора.
Но!, если запускать двигатель в ход, как описано выше, оставив
обмотку возбуждения разомкнутой, то в ней наводятся большая ЭДС,
которая может вызвать пробой изоляции на корпус машины. Поэтому
предварительно замыкают обмотку возбуждения на добавочные
сопротивления Rд = (10...15) Rовд. В этом случае ток в обмотке возбуждения
ограничен и не может вызвать эффект Тергеса, при котором ротор
разгоняется только до полусинхронной скорости, аналогично асинхронному
двигателю с фазным ротором при обрыве фазы в цепи ротора.
Свойства двигателя оцениваются рабочими характеристиками, которые
представляют зависимости потребляемого тока I1, потребляемой
мощности P1, момента М, и частоты вращения, КПД и коэффициента
мощности cosj от полезной мощности P2. В основном эти характеристики
похожи на аналогичные характеристики асинхронного двигателя. Отличается
лишь зависимость частоты вращения, которая не изменяется (n=const), а
также изменяемость коэффициента мощности cosj в зависимости от
состояния возбуждения двигателя. Если на холостом ходу двигатель
нормально возбужден, то его cosj =1; при увеличении мощности P2
увеличивается ток, поток рассеяния, потери в обмотке якоря, и cosj
уменьшается. Таким образом необходимо рассматривать работу двигателя
относительно его нормального возбуждения.
Часто синхронные двигатели используются для привода мощных
водяных насосов и вентиляторов, которые работают с постоянным моментом
нагрузки на валу.
При необходимости (и возможности по току якоря) можно
регулировать реактивную мощность двигателя. При увеличении тока
возбуждения он отдает реактивную энергию (ток) в сеть и, наоборот, при
недовозбуждении – потребляет реактивную энергию из сети.
В соответствии с этим рассматривают U – образные характеристики
синхронного электродвигателя I = f (IB) при U = const, M = const,
f = const. Эти характеристики аналогичны U – образным характеристикам
синхронных генераторов, работающих параллельно с сетью. Однако, отличие
состоит в том, что при 2 0 Р =, нормально возбужденный двигатель
потребляет ток, необходимый для создания момента, вращающего двигатель
на холостом ходу.
Иногда изготовляют синхронные двигатели, работающие без
механической нагрузки на валу. Они работают в качестве синхронных
компенсаторов которые, в зависимости от степени возбуждения, могут
отдавать или потреблять реактивную мощность (ток) из сети. Синхронные
компенсаторы способствуют стабилизации напряжения в сети.
ТЕСТЫ
Дата добавления: 2015-04-26; просмотров: 20 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |