Глава тридцать седьмая синхронные двигатели и компенсаторы
§ 37-1. Синхронные двигатели
Применение синхронных двигателей. Основные вопросы, относящиеся к двигательному режиму работы синхронной машины, уже освещались в предыдущих главах учебника. Ниже дополнительно
рассматриваются некоторые общие вопросы, относящиеся к синхронным двигателям.
Синхронные двигатели имеют по сравнению с асинхронными большое преимущество, заключающееся в том, что благодаря возбуждению постоянным током они могут работать с cos ср = 1 и не потребляют при этом реактивной мощности из сети, а при работе с перевозбуждением даже отдают реактивную мощность в сеть. В результате улучшается коэффициент мощности сети и уменьшаются падение напряжения и потери в ней, а также повышается коэффициент мощности генераторов, работающих на электростанциях.
Максимальный момент синхронного двигателя пропорционален U, a у асинхронного двигателя U2.
Поэтому при понижении напряжения синхронный двигатель сохраняет большую нагрузочную способность. Кроме того, использование возможности увеличения тока возбуждения синхронных двигателей позволяет увеличивать их надежность работы при аварийных понижениях напряжения в сети и улучшать в этих случаях условия работы энергосистемы в целом. Вследствие большей величины воздушного зазора добавочные потери в стали и в клетке ротора синхронных двигателей меньше, чем у асинхронных, благодаря чему к. п. д. синхронных двигателей обычно выше.
С другой стороны, конструкция синхронных двигателей сложнее, чем короткозамкнутых асинхронных двигателей, и, кроме того, синхронные двигатели должны иметь возбудитель или иное устройство для питания обмотки возбуждения постоянным током. Вследствие этого синхронные двигатели в большинстве случаев дороже асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором. Пуск и регулирование скорости вращения синхронных двигателей также сложнее.
Тем не менее, преимущество синхронных двигателей настолько велико, что при Рн > 200 -н 300 кет их целесообразно применять всюду, где не требуется частых пусков и остановок и регулирования скорости вращения (двигатель-генераторы, мощные насосы, вентиляторы, компрессоры, мельницы, дробилки и пр.). Согласно исследованиям Л. В. Литвака и И. А. Сыромятникова, синхронные двигатели с cos фн = 1 по своей стоимости и потерям энергии всегда имеют преимущество перед асинхронными двигателями, снабженными конденсаторными батареями для компенсации коэффициента мощности до cos ф = 1. При Рн > 300 кет выгодно использовать синхронные двигатели с cos cpH = 0,9 (перевозбуждение) и при Рн > 1000 кет — с cos фн = 0,8.
Применение синхронных двигателей беспрерывно расширяется, и они строятся на мощности до Рн = 50 000 кет.
В табл. 37-1 приведены данные некоторых синхронных двигателей отечественного производства.
Таблица 37-1 Данные синхронных двигателей
|
Тип |
Рп- кет |
в |
об/мин |
|
созфн |
'п '„ |
Мп Мш |
Мп |
Мт Мп |
Вес, т |
|
МС321 |
640 |
3000 |
1000 |
0,936 |
0,8 |
4,6 |
1,2 |
0,9 |
2,1 |
5,2 |
|
МС322-16/6 |
2700 |
6000 |
1000 |
0,964 |
0,8 |
6,1 |
1,2 |
1,4 |
2,3 |
13,0 |
|
МС321-6/10 |
370 |
3000 |
600 |
0,923 |
0,8 |
4,8 |
1,7 |
0,85 |
2,2 |
5,4 |
|
МС324-20/10 |
6550 |
6000 |
600 |
0,968 |
0,8 |
5,5 |
1,2 |
1,1 |
2,3 |
38,4 |
|
МС322-4-20 |
175 |
3000 |
300 |
0,875 |
0,8 |
4,3 |
1,6 |
0,65 |
2,7 |
5,1 |
|
МС324-12/20 |
1970 |
6000 |
300 |
0,944 |
0,8 |
4,5 |
1,0 |
0,90 |
2,3 |
27,0 |
|
МС324-4/36 |
310 |
3000 |
167 |
0,880 |
0,8 |
2,4 |
0,85 |
0,35 |
2,2 |
9,8 |
|
СТМ-6000-2 |
6000 |
6000 |
3000 |
0,967 |
0,9 |
8,3 |
2,4 |
0,84 |
2,4 |
18,8 |