10.Потери мощности в синхронном двигателе. Кпд двигателя.

Преобразование энергии в синхронной машине связано с потерями энергии. Все виды потерь в см разделяются на основные и добавочные.

Основные потери в см слагаются из электрических потерь в обмотке статора, потерь на возбуждение, магнитных и механических потерь.

Электрические потери в обмотке статора: , где r1 – активное сопротивление одной фазы обмотки статора при расчетной рабочей температуре.

Потери на возбуждение:

1. При возбуждении от отдельного возбудительного устройства

где rв – активное сопротивление обмотки возбуждения, - падение напряжения в контакте щеток.

2. При возбуждении от генератора постоянного тока, сочлененного с валом см.

Магнитные потери синхронной машины происходят в сердечнике статора, который подвержен перемагничиванию вращающимся магнитным полем. Эти потери состоят из потерь от гистерезиса Рг и вихревых токов Рв.т.

Механические потери, равные сумме потерь на трение в подшипниках и потерь на вентиляцию. , где v2 – окружная скорость на поверхности полюсного наконечника ротора, l1 – конструктивная длинна сердечника статора.

Добавочные потери в синхронных машинах разделяются на два типа: пульсационные потери в полюсных наконечника ротора и потери при нагрузке.

Добавочные потери при нагрузке Р_доб в синхронных машинах определяют в % от подводимой мощности двигателей или от полезной мощности генераторов. Для синхронных машин мощностью до 1000 кВт добавочные потери 0,5%, а для см мощностью > 1000 кВт – от 0,25 до 0,4%.

Добавочные пульсационные потери Рп в полюсных наконечниках ротора обусловлены пульсацией магнитной индукции в зазоре из-за зубчатости внутренней поверхности статора.

Суммарные потери в синхронной машине

Коэффициент полезного действия:

для синхронного генератора ,

где - активная мощность, отбираемая от генератора при его номинальной нагрузке.

для синхронного двигателя

11.Принцип действия синхронного двигателя.

Статор машины выполнен аналогично статору асинхронной машины. На нем расположена -фазная (обычно трехфазная) обмотка. Обмотка ротора 4 состоит из одной или нескольких катушек, образующих многополосную систему с тем же числом пар полюсов р, что и обмотка статора 3. Обмотка ротора соединяется с внешним источником питанияU_впосредством контактных колец 5 и щеток 6.

Принцип действия СД:Обмотка статора (якоря) трехфазного СГ состоит из 3-х однофазных обмоток, смещенных в пространстве под углом 120 эл градусов и соединены звездой или треугольником. На роторе (индукторе) расположена обмотка возбуждения, при подключении которой к источнику постоянного тока возникаем магнитное поле возбуждения. Посредством приводного двигателя ротор приводиться во вращение до подсинхронной частоты. Далее приводной механизм отключается. И трехфазная система токов, наведенная в замкнутой обмотке статора, создающая вращающееся магнитное поле, взаимодействия с магнитным полем индуктора заставляет его вращаться с синхронной скоростью.

Постоянство скорости вращения ротора а в качестве двигателей в тех случаях, когда необходимо постоянство скорости вращения выходного вала машины.

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) .