7.2. Механическая характеристика СД

преобразуется в механическую мощность Р2 на валу двигателя. Если пренебречь потерями в статоре, то можно записать

Для явнополюсного СД угловая характеристика представ­ лена на рис. 7.7. Уравнение угловой характеристики имеет вид

7.4.Режимы работы СД

7.4.1.Пуск синхронных двигателей

Внастоящее время для СД применяют следующие способы пуска: прямой асинхронный пуск - непосредственно от сети или реакторный при пониженном напряжении питания; частотный синхронный пуск с помощью статического преобразователя час­ тоты; пуск с помощью разгонного двигателя и т.д.

Прямой асинхронный пуск отличается простотой и эконо­

мичностью. Для этого в конструкции ротора СД предусмотрена пусковая или демпферная обмотка, подобная обмотке короткозамкнутого АД. Пуск двигателя происходит по пусковой меха­ нической характеристике (рис. 7 .8) до подсинхрониой скорости,

ка СД. Детально ознакомиться с этим способом пуска можно по многочисленным публикациям в отечественной и зарубежной технической литературе. К достоинствам данного способа пус­ ка СД следует отнести то, что один СПЧ может быть использо­ ван для пуска нескольких СД, а к недостаткам - сложность пре­ образователя частоты и, как следствие этого, особое внимание при выборе данного способа пуска должно быть уделено надеж­ ности СПЧ.

7.4.2. Синхронный режим

Синхронный режим обеспечивается при возбужденном со­ стоянии двигателя и при нагрузке, не превышающей кри­ тический момент. При этом синхронная машина может рабо­ тать в режиме двигателя при 0 > 0 или в режиме генератора при 0 < 0.

Особенностью СД является то, что он может быть исполь­ зован в системе электроснабжения как компенсатор реактивной мощности. Возможность работы СД в этом качестве иллюстри­ руют U-образные характеристики (рис. 7.11), представляющие зависимости тока статора 1\ и коэффициента мощности cos ср от тока возбуждения

Рис. 7.11. К вопросу регулирования реактивной мощности СД изменением тока возбуждения

Регулирование реактивной мощности обеспечивается за счет изменения тока возбуждения. При небольших токах возбу­ ждения СД работает с отстающим cos ф и потребляет из сети ре­

активную мощность - область характеристик слева от штрихо­ вой линии. При больших токах возбуждения СД работает с опе­ режающим cos ср и отдает в сеть реактивную мощность - об­ ласть характеристик справа от штриховой линии.

Режим работы СД с cos ф = 1 отмечен штриховой линией. При этом реактивная мощность из сети не потребляется, а ток статора наименьший по величине. Этот режим наиболее выгод­ ный для двигателя, так как потери в статоре минимальны.

Следует отметить, что с ростом механической нагрузки об­ ласть генерации реактивной мощности смещается в сторону больших токов возбуждения. Поэтому при переменной нагруз­ ке на валу для полного использования компенсирующих свойств СД необходимо соответствующее регулирование тока возбуждения.

Изменение тока возбуждения СД осуществляется специ­ альной системой автоматического регулирования возбуждения. При этом решаются две задачи:

-обеспечение устойчивой работы СД в синхронном режи­ ме при уменьшении напряжения питающей сети или при набросах нагрузки, осуществляемое форсировкой возбуждения;

-автоматическое регулирование величины реактивной мощности, циркулирующей в статорной цепи двигателя, что яв­ ляется достоинством СД.

7.4.3. Тормозной режим СД

Для торможения СД применяется, как правило, динамиче­ ское торможение. При этом обмотка статора отключается от сети и замыкается накоротко или на гасящее сопротивление. Машина работает в режиме генератора, преобразуя энергию вращающихся масс в тепловую энергию, выделяемую в обмотке статора и на га­ сящем сопротивлении. Механические характеристики при дина­ мическом торможении подобны характеристикам АД.

7.5. Возбуждение СД

Системы возбуждения должны быть надежны во всех ре­ жимах работы СД, обеспечивать регулирование тока возбужде­ ния при изменении нагрузки в пределах номинальной и форси­

ровку возбуждения в аварийных режимах, иметь достаточное быстродействие.

Первоначально преимущественное распространение полу­ чили элекгромашинные системы возбуждения, в которых об­ мотка возбуждения СД питалась от возбудителя - специального генератора постоянного тока небольшой мощности. Возбуж­ дение СД в таких системах осуществлялось по нескольким схемам:

- о т возбудителя, приводимого во вращение отдельным двигателем;

- от возбудителя, находящегося на одном валу с двигателем. По мере производства надежных полупроводниковых вы­ прямителей все большее распространение получали системы возбуждения с кремниевыми диодами или тиристорами. В на­ стоящее время они повсеместно применяются для синхронных двигателей, генераторов и компенсаторов любой мощности. Наиболее распространенными статическими системами возбуж­

дения являются системы:

-с возбуждением от тиристорного возбудителя;

-с возбуждением от бесщеточного возбудителя.

Схема тиристорного возбуждения представлена на рис. 7.9. Возбудитель СД представляет собой управляемый вы­ прямитель В, построенный по трехфазной нулевой схеме. Вы­ прямитель питается от трансформатора Т, подключенного к сети. На время пуска двигателя выпрямитель В шунтируется открытым тиристором Т2.

При асинхронном пуске СД в его обмотке возбуждения ин­ дуктируется ЭДС скольжения. Тиристоры Tj открыты, и обмот­ ка возбуждения СД замкнута на разрядный резистор К\. При