56. Поясніть процес пуску синхронного двигуна.

Н евозбужден­ный синхронный двигатель включают в сеть. Возникшее при этом вращающееся магнитное поле статора наводит в стержнях пусковой клетки ЭДС, которые создают токиI₂. Взаимодействие этих токов с полем статора вызывает появление на стержнях пусковой клетки электромагнитных сил F_эм. Под действием этих сил ротор приводится во вращение. После разгона ротора до частоты вращения, близкой к синхронной (n₂≈0,95n₁), обмотку возбуждения подключают к источнику постоянного тока. Обра­зующийся при этом синхронный момент втягивает ротор двигателя в синхронизм. После этого пусковая обмотка двигателя выполняет функцию успокоительной обмотки, огра­ничивая качания роторa.

Чем меньше нагрузка на валу двигателя, тем легче его вхож­дение в синхронизм. Явнополюсные двигатели малой мощности, пускаемые без нагрузки на валу, иногда входят в синхронизм лишь за счет реактивного момента, т. е. даже без включения обмотки возбуждения.

С увеличением нагрузочного момента на валу вхождение дви­гателя в синхронизм затрудняется. Наибольший нагрузочный мо­мент, при котором ротор синхронного двигателя еще втягивается в синхронизм, называют моментом входа двигателя в синхро­низм М_вх. Величина асинхронного момента М_а при частоте вра­щения n₂≈0,95n₁зависит от активною сопротивления пусковой клетки, т. е. от сечения стержней и удельного электрического сопротивления металла, из которого они изготовлены.

Следует обратить внимание, что выбор сопротивления пусковой клетки г", соответствующего значительному пусковому мо­менту (М_п"), способствует уменьшению момента входа в синхронизм (Мвх") и, наоборот, при сопротивлении г'₂, соответствующем небольшому пусковому моменту (Мп'), момент входа в синхронизм увеличивается (М_вх' >М_вх") (рис. 2).

Р ис. 2. Асинхронные моменты при пуске синхрон­ного двигателя: М_а — основной момент; М_д — дополнительный момент;

Мвх — момент входа в синхронизм

В процессе асинхронного пуска обмотку возбуждения нельзя оставлять разомкнутой, так как магнитный поток статора, пере­секающий ее в начальный период пуска с синхронной скоростью наводит в ней ЭДС. Вследствие большого числа витков обмотки возбуждения эта ЭДС достигает значений, опасных как для целости изоляции самой обмотки, так и для обслуживающего пер­сонала. Для предотвращения этого обмотку возбуждения на период разгона ротора замыкают на активное сопротивление r примерно в десять раз большее сопротивления обмотки возбуждения. Переключение зажимов И1 и И2 обмотки возбуждения с сопротивления r на зажимы возбудителя осуществляют переключателемП (рис. 1).

Замыкание накоротко обмотки возбуждения на время пуска двигателя нежелательно, так как при этом обмотка ротора образует однофазный замкнутый контур, взаимодействие котором» с вращающимся полем статора также создает дополнительные асинхронный момент Мд.Однако при частоте вращения, равной половине синхронной, этот момент становится тормозящим (рис. 2) и создает «провал» в характеристике пускового (асинхронного) момента (пунктирная кривая). Это заметно ухудшай пусковые свойства синхронного двигателя.

При асинхронном пуске синхронного двигателя возникает значительный пусковой ток. Поэтому пуск синхронных двигателем непосредственным включением в сеть на номинальное напряжение применяют при достаточной мощности сети, способной вы­держивать без заметного падения напряжения броски пускового тока пяти- или семикратного значения (по сравнению с номи­нальным током).