6.Векторная диаграмма синхронного двигателя

В двигательном режиме синхронной машины э. д. с. Е₀, индуктируемая потоком возбуждения, является противо-э.д.с. и представляет собой составляющую падения напряжения по отношению к напряжению сети.

Уравнению (1) соответствует векторная диаграмма синхронного неявнополюсного двигателя (рис. 1); уравнению (2) — векторная диаграмма явнополюсного двигателя (рис. 2).

Рис. 2.

Рис. 1. Векторная диаграмма неявнополюсного синхронного двигателя

На диаграммах явнополюсного двигателя ток якоря разложен на продольную и поперечную составляющиеи.

В двигательном режиме вектор опережаетна угол θ.

В двигательном режиме при отстающем токе ЭДС , а при опережающем ток – встречно. Отсюда следует что реакция якоря при отстающем токе намагничивает (совпадает по направлению с, каки с), а при опережающем токе размагничивает (направлена противи соответственнопротив) двигатель. Таким образом, реакция якоря в двигательном режиме действует в противоположных направлениях по отношению к магнитной системе машины. По отношению к сети синхронная машина действует следующим образом: при перевозбуждении как в двигательном, так и в генераторном режимах отдает в сеть опережающий емкостный ток, а при недовозбуждении берет его из сети.

Векторные диаграммы двигателя аналогичны векторным диаграммам генератора.

Диаграммы приходится строить при определении н.с. Fв (или тока Iв) обмотки возбуждения двигателя, работающего при заданных напряжении сети Uс, токе I и cos φ. В этом случае при построении диаграмм, так же как и для генератора, должны быть известны параметры, характеристика холостого хода и обмоточные данные машины.

Диаграммы двигателя используются также при исследовании его рабочих свойств.

В зависимости от типа конструкции ротора двигателя обращаются к диаграммам или явнополюсной, или неявнополюсной машины. Для приближенного исследования можно также использовать упрощенные диаграммы.

7.Втягивание в синхронизм синхронного двигателя.

Пуск синхронного двигателя непосредственным включением в сеть невозможен, т.к. ротор из-за своей значительной инерции не может быть сразу увлечен вращающимся полем статора, частота вращения которого устанавливается мгновенно. В результате устойчивая магнитная связь между статором и ротором не возникает. Для пуска синхронного двигателя приходится применять специальные способы, сущность которых состоит в предварительном приведении ротора во вращение до синхронной или близкой к ней скорости, при которой между статором и ротором устанавливается устойчивая магнитная связь.

Способы пуска СД

• асинхронный пуск (в индукторе лежит короткозамкнутая обмотка, которая при подключении к якорю источника питания сцепляется с создаваемым вращающимся магнитным потоком и приводит в движение индуктор);

• частотный пуск (с помощью преобразователя частоты в обмотке якоря создаются в начале малые частоты тока, которые генерирует медленно вращающееся магнитное поле, увлекающее за собой индуктор);

• пуск посредством разгонного двигателя (посредством приводного двигателя ротор приводиться во вращение до подсинхронной частоты. Далее приводной механизм отключается и так как разность частот вращения мала у поля и индуктора, последний втягивается в синхронную частоту вращения) .

После разгона ротора до частоты вращения, близкой к синхронной, обмотку возбуждения подключают к источнику постоянного тотка. Образующийся при этотм синхронный момент втягивает ротор двигателя в синхронизм.

Чем меньше нагрузка на валу двигателя, тем легче его вхождение в синхронизм. Явнополюсные двигатели малой мощности, пускаемые без нагрузки на валу, иногда входят в синхронизм лишь за счет реактивного момента, т.е. даже без включения обмотки возбуждения.

С увеличением нагрузочного момента на валу вхождение двигателя в синхронизм затрудняется. Наибольший нагрузочный момент, при котором ротор синхронного двигателя еще втягивается в синхронизм, называют моментом входа двигателя в синхронизм Мвх.