Мощности и моменты синхронного двигателя (сд).
Полезная механическая мощность синхронного двигателя Р2 выражается соотношением:
При этом электромагнитная мощность, передаваемая со статора на ротор, равна:
(36)
Электромагнитный момент аналогично выражается формулой:
(37)
Электромагнитный момент аналогично выражается формулой:
Выражение для мощности и моментов двигательного режима синхронной машины (СМ) можно получить из соответствующих выражений (уравнений) генератора, подставляя в них соответствующие отрицательные значения угла . При этом мощности и моменты для двигательного режима получаются отрицательными. На практике, т.к. оперировать с отрицательными мощностями и моментами неудобно, то их принимают как положительные.
Для явнополюсного СД :
(38)
При допущении Pэм~0.
Для неявнополюсного СД:
(39)
(40)
Способы пусков в ход синхронного двигателя (сд).
Существуют следующие способы пуска синхронного двигателя (СД):
1. асинхронный пуск;
2. частотный пуск;
3. пуск с помощью синхронизирующих устройств.
Асинхронный пуск.
В этом случае синхронный двигатель (СД) запускается в ход аналогично способу пуска асинхронного двигателя (АД) с короткозамкнутым ротором. При таком способе обмотка возбуждения синхронного двигателя (СД) должна быть замкнута накоротко или зашунтирована через активное сопротивление, во много раз больше активного сопротивления самой обмотки возбуждения.
Последовательность пуска:
обмотка статора подключается к сети переменного тока. Она создает вращающееся электромагнитное поле, которое, воздействуя на ротор, наводит в нем вращающийся момент. Ротор синхронного двигателя (СД) разгоняется до скорости, близкой к синхронной.
по отношению к скорости вращения статора, ротор вращается с некоторым скольжением.
в обмотке возбуждения подается постоянный ток. Наличие на роторе синхронного двигателя (СД) полюсов неизменной полярности вызывает, при этом периодические качания ротора относительно его средней скорости. После нескольких затухающих качаний около синхронной скорости, он втягивается в синхрониум с полем статора.
Для синхронного двигателя (СД), пускаемого в ход в асинхронном режиме, характерны три момента:
пусковой вращающий момент, развиваемый СД при неподвижном состоянии ротора Мп (S=1);
входной вращающий момент Мв (S= 1÷5%);
максимальный (опрокидывающий) вращающий момент Мм, соответствующий максимальной мощности СД при синхронной скорости вращения (S=0).
Вращающий момент:
Пусковой момент:
Опрокидывающий момент допускается при скольжении, равном:
Превышение величины Мм при асинхронном пуске недопустимо. Зависимость момента от скольжения М=f(S) при асинхронном пуске СД аналогична зависимости для АД с КР. Также как и для АД с КР, асинхронный пуск СД может производиться (для уменьшения пускового тока) при помощи реактора, либо автотрансформатора. При этом пусковой момент СД уменьшается пропорционально отношению (Uq/Uc)². Пусковой ток сети уменьшается пропорционально (Uq/Uc)². Пусковой ток обмотки статора СД уменьшается пропорционально Uq/Uc.
Частотный пуск.
При этом способе частота, подводимого от сети к обмотке статора СД напряжения, плавно увеличивается от 0 до номинального значения. При этом ротор СД вращается синхронно в течение всего пуска.
Пуск при помощи разгонного двигателя.
При этом способе пуска СД должен иметь двусторонний вылет вала и к одной из сторон подключается разгонный (пусковой) двигатель, разгоняющий ротор СД до скорости, близкой к синхронной, после которой происходит синхронизация ротора СД с сетью.