Вопрос 52
Пуск в ход синхронного двигателя обычного исполнения путем непосредственного включения в сеть невозможен.
Для синхронного двигателя обычно применяется асинхронный пуск, состоящий в том, что в начале пуска двигатель разгоняется как асинхронный. Для этого ротор снабжается короткозамкнутой обмоткой, подобной короткозамкнутой клетке («беличьего колеса») асинхронного двигателя.
В процессе пуска перед включением статора двигателя в трехфазную сеть обмотка возбуждения, то есть обмотка ротора, замыкается на сопротивление и постоянный ток в эту обмотку не подается (рис 7.7).
Рис 7.7 Схема синхронного двигателя с асинхронным пуском.
Затем включается обмотка статора и возникает вращающееся магнитное поле. Оно, по аналогии с асинхронным двигателем, индуктирует токи в пусковой катушке ротора, в результате чего возникает вращающий момент и двигатель разгоняется до некоторой установившейся скорости n. Все происходит так же, как и при пуске асинхронного двигателя; поэтому скорость n оказывается близкой к синхронной скорости n0, то есть к скорости вращения поля, но меньшей, чем n0 на несколько процентов. Затем обмотка возбуждения отключается от сопротивления и подключается к источнику постоянного тока.
Вопрос 53. Синхронные компенсаторы.
Способность синхронных машин вызывать в сети опережающий ток и служить генератором реактивной мощности позволяет их использовать в качестве устройств, повышающих cosφ сети. Такие машины, называемые синхронными компенсаторами, обычно работают на холостом ходу, вызывая ток, который опережает напряжение сети на угол, близкий к π/2. Тем самым компенсируется индуктивная составляющая тока других потребителей.
Синхронным компенсатором называют синхронную машину, предназначенную для работы в качестве ненагруженного двигателя. Активная составляющая тока статора синхронного компенсатора очень мала и номинальный ток практически является реактивным током.
Большинство приемников переменного тока (асинхронные двигатели, трансформаторы, индукционные печи и др.) потребляют из сети индуктивный ток, создающий магнитный поток, без которого их действие невозможно. За счет индуктивной составляющей тока увеличивается полный ток электроприемника и уменьшается cosφПР. Вследствие этого снижается экономичность линии электропередачи, и возникают большие отклонения напряжения на зажимах токоприемников.
При подключении синхронного компенсатора в точке включения электроприемников (рис 7.7) ток в линии равен суме токов приемников Iпр и компенсатора Iск: IЛ = Iпр + Iск
Рис 7.7 Схема включения асинхронного двигателя и синхронного компенсатора
Рис 7.8 Векторная диаграмма токов электроприемника синхронного компенсатора
Как видно из векторной диаграммы, представленной на рис. 7.8, ток в линии уменьшается (IЛ < IПР), а cosφЛ > cosφПР. В результате увеличивается коэффициент мощности.
Таким образом, синхронный компенсатор является местным источником реактивной мощности для электроприемников, он освобождает линии электропередачи от реактивной мощности.
По сравнению с конденсаторами, которые так же вызывают в сети компенсирующий ток и используются для повышения cosφ линии, синхронные компенсаторы дешевле, имеют меньшие размеры. Однако к.п.д. у них меньше, чем к.п.д. конденсаторов.
Потребление энергии синхронными компенсаторами невелико, т.к. потери в них составляют (2…3)% NНОМ.