- •Синхронные машины
- •15.1. Общие сведения
- •15.2 Устройство синхронной машины
- •15.3. Режимы работы синхронной машины
- •15.4. Получение синусоидальной эдс в синхронном генераторе
- •15.5. Уравнение электрического состояния фазы синхронного генератора
- •15.6. Схема замещения и упрощенная векторная диаграмма фазы синхронного генератора
- •15.7. Номинальная мощность и кпд синхронного генератора
- •15.8. Работа синхронного генератора в электрической системе большой мощности
- •15.9. Электромагнитный момент и угловая характеристика синхронного генератора
- •15.10. U-образная характеристика синхронного генератора
- •15.11. Регулирование активной и реактивной мощности синхронного генератора
- •15.12. Включение синхронного генератора на параллельную работу с системой
- •15.13. Уравнение электрического состояния, схема замещения и векторная диаграмма фазы синхронного двигателя
- •15.14. Электромагнитный момент и угловая характеристика синхронного двигателя
- •15.15. U-образная характеристика синхронного двигателя
- •15.16. Регулирование активной и реактивной мощностей синхронного двигателя
- •15.17. Пуск синхронного двигателя
- •15.18. Синхронные двигатели малой мощности
- •Электропривод
- •16.1 Общие сведения
- •16.2. Уравнение движения электропривода
- •16.3. Основные режимы работы электроприводов
- •16.4. Выбор мощности двигателя электропривода
- •16.5. Выбор вида и типа двигателя
- •16.6. Тиристорное управление электроприводом
- •Аппаратура управления и защиты
- •17.1. Общие сведения
- •17.2. Тепловая защита электроустановок
- •17.3. Автоматические воздушные выключатели
- •17.4. Выключатели высокого напряжения
- •17.5. Реле и релейная защита
- •17.6. Контакторы, магнитные пускатели и контроллеры
- •17.7. Понятие о системах электроснабжения
15.13. Уравнение электрического состояния, схема замещения и векторная диаграмма фазы синхронного двигателя
В отличие от синхронного генератора в синхронном двигателе ось полюсов ротора отстает от оси полюсов вращающегося магнитного поля статора (см. рис. 15.3, б). Возникающий при этом электромагнитный момент равен противодействующему тормозному моменту на валу двигателя Мэм = Mтop. В синхронном двигателе осуществляется преобразование электрической энергии в механическую. На рис. 15.15 приведена схема замещения фазы синхронного двигателя, подключенного к электрической системе большой мощности (U = const). Эта схема замещения совпадает со схемой замещения фазы синхронного генератора, подключенного к системе большой мощности (см. рис. 15.7), с той разницей, что в первом случае электрическая энергия поступает из системы в двигатель, а во втором случае электрическая энергия поступает из генератора в систему.
Из схемы замещения фазы синхронного двигателя следует уравнение электрического состояния фазы синхронного двигателя
где Ėо = jωψo, х = xрас + xя совпадают по своему физическому смыслу с аналогичными понятиями, обсуждавшимися при анализе синхронного генератора (см. § 15.5).
Уравнению электрического состояния (15.16) соответствует векторная диаграмма фазы синхронного двигателя на рис. 15.16. На векторной диаграмме сдвиг фаз θ соответствует геометрическому углу между осью полюсов ротора и осью результирующего магнитного поля синхронного двигателя, деленному на число пар полюсов. Для синхронной машины, работающей в режиме двигателя, значение угла 6 всегда больше нуля (θ > 0).
15.14. Электромагнитный момент и угловая характеристика синхронного двигателя
Электрическая мощность трехфазного синхронного двигателя определяется подобно мощности трехфазного синхронного генератора (15.9) и равна:
где для синхронного двигателя θ > 0.
Преобразуя (15.17) аналогично (15.9) и учитывая, что θ > 0, получим выражение для электромагнитного момента синхронного двигателя, совпадающее с выражением электромагнитного момента синхронного генератора (15.11):
Так как механическая мощность синхронного двигателя равна Рмех = Р = Мэмωр, то, учитывая (15.18), получим:
Напряжение U и частота f в электрической системе большой мощности являются постоянными величинами.
Учитывая это обстоятельство, можно сделать вывод, что значения электромагнитного момента Мэя и мощности Р синхронного двигателя, подключенного к такой системе, при постоянном токе возбуждения Iв = const зависят только от угла 6. Такие зависимости Мьа (б) и Р (0) называются угловыми характеристиками синхронного двигателя и имеют вид, аналогичный угловым характеристикам синхронного генератора (см. рис. 15.10).
Угловые характеристики позволяют анализировать процессы, происходящие в синхронном двигателе при изменении нагрузки.
При увеличении тормозного момента на валу синхронного двигателя
ротор машины замедляет частоту своего вращения и значения угла θ и электромагнитного момента Мэм начинают возрастать. Равновесие тормозного и электромагнитного моментов восстановится (Mтор2 = Мзм2) через некоторый промежуток времени при новом значении угла θ2 > θ1.
Для того, чтобы сохранить запас устойчивости π/2 — θ при возросшем тормозном моменте, необходимо увеличить ток возбуждения.