Синхронные двигатели, устройство и принцип действия.

Состоит из статора, сердечник с пазами и внутри укладываются обмотки на которые подается трехфазный ток. Ротор имеет сердечник с пазами. В пазы укладываются обмотки сердечника определенным образом и на обмотки подается постоянный ток с располож на валу ротора. Такой ротор называется ротором с неявно-выраженными полюсами. Такое соединение делается для того, чтобы магнитное поле образ обм. Ротора имела синусоидальную ветвь.

2 тип ротора с явно-выраженными полюсами.

Принцип действия: на обмотку статора подается 3-х фазное переменное напряжение. Возникает вращающее магнитное поле.

, где р – число пар полюсов.

На обмотки ротора подается постоянное напряжение.

М=кФI_Р

Вращательный момент в синхронном двигателе зависит от положения ротора относительно поля статора.

n_P=n.

Вращающий момент и угловая характеристика синхронного двигателя.

М=0 , М_с=Fl=0, где l- плечо, из рисунка видно, что момент ващен. зав-т от полож. магн. полей.

М=9,55Р/n

M=Fl0

P=3I U cos

Icos =

U=E+jIX_синх, где U- подав. напряж., X_синх- реакти С.Д., Е- противо ЭДС, j=-1

Векторная диаграмма синхронного двигателя при различных токах возбуждения.

Esin=jIx_син cos , Icos=, M=, M=M₀ sin 

/2 –устойчивый режим, так как М- увелич.с увеличением нагрузки.

/2- неустойчивый режим

МU_Ф

Угловая характеристика синхронного двигателя.

Влияние тока возбуждения на работу двигателя.

При заданной механической нагрузке синхронного двигателя (Mс= const) потреб­ляемая им активная мощность Р практически остается постоянной независимо от величины тока возбуждения I_в. Изменение тока I_в вызывает соответствующее изменение э. д. с. Е₀ и при постоянной величине напряжения сети U влечет за собой изменение потребляе­мого тока I. При этом должны также измениться значения cos и угла .

Из формулы видно, что при неизменной мощности Р

произведение = const. Это означает, что на век­торной диаграмме (рисунок) конец вектора Ё₀ при изменении тока возбуждения перемещается по прямой АВ, параллельной вектору U. По известному положению векторов Ё₀ и U опреде­ляется вектор jIx_син, а следовательно, величина и направление вектора I. Конец вектора I перемещается по прямой CD, перпен­дикулярной к вектору U.

Из диаграммы видно, что ток, потребляемый двигателем, имеет минимальное значение при работе с cos  = 1 (реактивная мощность при этом равна нулю). При уменьшении тока возбуждения двигатель работает с индуктивным cos  , потребляя из сети не только актив­ную, но и реактивную мощность. При увеличении тока возбужде­ния двигатель работает с емкостным cos , потребляя из сети актив­ную мощность и отдавая в сеть реактивную мощность.

Для повышения общего cos промышленных электроустановок применяют синхронные двигатели, работающие с перевозбуждением. Изготовляемые отечественной промышленностью синхронные двигатели рассчитываются для работы с cos_н=0,8-0,9 (емк.) при номинальной нагрузке.

Достоинства СД:1) стабильная скорость n=n_1, 2) малая зав-ть момента от напряжения, 3) возможность работы с опереж

Отрицательное: 1)наличие 2-х родов токов,

2) возможность выпадения из синхронизма.

3) Норм. угол - 25-30.

4) Сложность пуска.