14.2. Пуск синхронних двигунів

Пуск синхронного двигуна безпосереднім вмиканням в мережу неможливий тому що ротор має значний момент інерції і не може відразу бути захоплений обертовим полем статора, частота якого встановлюється миттєво. У результаті сталий магнітний зв’язок між статором і ротором не виникає. Були розроблені наступні методи пуску синхронних двигунів:

1. Пуск за допомогою двигуна розгону – коли ротор синхронного двигуна розганяється до синхронної швидкості стороннім двигунам, а після цього подається збудження і на обмотку якоря від мережі подається напруга;

2. Частотний пуск, при якому частота напруги живлення плавно змінюється від до . При цьому двигун поступово втягується в синхронізм. Недоліком цього способу пуску є дороге джерело живлення.

3. А синхронний пуск синхронного двигуна є основним способом пуску. При цьому способі пуску момент на валу синхронного двигуна створюється за рахунок того, що в полюсних наконечниках ротора вкладена короткозамкнена обмотка, подібна до “білячої клітки” асинхронного двигуна. За рахунок цього моменту ротор асинхронного двигуна розганяється приблизно до 95% синхронної швидкості. Втягування в синхронізм відбувається або за рахунок реактивного моменту обумовленого явнополюсною конструкцією ротора, або при переключенні обмотки збудження з розрядного опору на джерело постійної напруги.

Послідовність здійснення асинхронного пуску наступна. Перед вмиканням двигуна в мережу обмотка збудження включається на обмежуючий опір , що за величиною в 10÷15 раз більший ніж власний опір обмотки збудження.

В такому стані обмотка статора вмикається в трифазну мережу і ротор розганяється під дією асинхронного моменту. Коли він досягне сталої частоти обертання. 3 – обмотка збудження переключається з опору на джерело постійної напруги. При цьому двигун остаточно втягується в синхронізм. Для полегшення пуску синхронні двигуни запускають без навантаження, або з мінімально можливим навантаженням.

14.3. Вектори діаграми напруг асинхронного двигуна

Фізичний процес утворення ЕРС і МРС у синхронному двигуні аналогічний до режиму генератора. Однак у двигуна ЕРС є протидіючими до напруги мережі, тому для кола обмотки якоря синхронного двигуна рівняння рівноваги напруг має вигляд

спадом напруги в активному опорі та індуктивному опорі розсіювання обмотки якоря нехтуємо.

В данному випадку струм якоря має активно-індуктивний характер. Порівнюючи цю діаграму з діаграмою для синхронного двигуна, бачимо що при відстаючому струмі реакція якоря розмагнічує генератор і підмагнічує двигун. Це пояснюється тим, що струм , а значить і створювана ним реакція якоря, орієнтовані протилежно щодо основної ЕРС , створеної в генераторі та двигуні основним магнітним потоком. Розглянута діаграма побудована для недозбудженої синхронного двигуна. Для перезбудженого двигуна змінюється напрямок струму , характер якого стає активно – ємнісним і реакція якоря також міняє свій напрямок, що видно з наведеної векторної діаграми.