ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 01.12.2023
Просмотров: 196
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
. На рис. 7.2 показаны графики зависимости МЭМ =f(
) и МCX =f( ). Устойчивой работе двигателя соответствует участок кривой в зоне угла от 0 до
, так как в указанных пределах удельный синхронизирующий момент сохраняет свое положительное значение, и увеличение момента сопротивления на валу двигателя сопровождается увеличением развиваемого машиной вращающего момента.§ 7.2. Влияние величины тока возбуждения на работу синхронных двигателей
При постоянной нагрузке на валу синхронного двигателя (Р=3UI
=const) с изменением возбуждения двигателя будет изменяться величина э. д. с, наводимой в обмотке статора (рис. 7.3). При этом концы векторов э. д. с. E01 ,E02 и E03 будут перемещаться по прямой АА, а концы векторов тока — по прямой ББ так, как это было уже показано на рис. 6.32 для генератора.Когда э. д. с. машины определяется вектором E02, вектор тока I02,сдвинутый относительно вектора э.д.с.
на 90 , совпадает по фазе с вектором напряжения 
(угол 
=0) и ток имеет наименьшую величину. При увеличении тока возбуждения, а следовательно, и э.д.с. до величины E01 (E01>Е02)вектор тока I01, опережает вектор напряжения UCна некоторый угол 
, зависящий от величины э. д. с, т. е. образуется отрицательный угол сдвига фаз. Двигатель в этом случае является емкостной нагрузкой и будет отдавать в сеть излишнюю индуктивную мощность, которая может быть использована для намагничивания потребителей индуктивной мощности.Такой режим работы двигателя называется перевозбужденным.
При уменьшении тока возбуждения двигателя его э. д. с. также уменьшается (E03<E02) и между вектором тока I03 и вектором напряжения UCсоздается положительный сдвиг фаз на угол
, вектор напряжения UCопережает вектор тока I03. Двигатель потребляет из сети индуктивную нагрузку, и его режим является недовозбужденным.
Рис. 7.3. Угловые характеристики синхронных машин
Таким образом, воздействуя на величину возбуждения двигателя, можно менять угол сдвига фаз между его векторами тока и напряжения. Двигатель может работать не только с коэффициентом мощности, равным единице (
), но и отдавать в сеть реактивную индуктивную мощность, способствуя этим повышению общего коэффициента мощности сети.Для каждой нагрузки синхронного двигателя можно получить расчетным или опытным путем зависимости величины потребляемого тока I от тока возбуждения IB (рис. 7.4). Эти зависимости называются U-образными кривыми. Ток IBH соответствует работе двигателя при коэффициенте мощности
.Левые ветви характеристик соответствуют индуктивному току (ф>0), а правые ветви — емкостному току (ф<0). Синхронные двигатели, работающие с перевозбуждением, используются для повышения коэффициента мощности электрических установок и называются синхронными компенсаторами.
§ 7.3. Рабочие характеристики синхронных двигателей
Синхронные двигатели обладают рядом особенностей, о которых лучше всего судить по их рабочим характеристикам (рис. 7.5). Эти характеристики показывают зависимость I, п, М, М2, P1
и 
от мощности Р2при
U=const и f=const. Скорость вращения ротора п2всегда равна синхронной скорости n2=n1=f160/pи не зависит от нагрузки, поэтому она имеет вид прямой, параллельной оси абсцисс.
Момент двигателя М=М0+М2, где Мо— момент холостого хода, М2— полезный тормозной момент. Так как M0=const, а М2=P2/
изменяется пропорционально полезной мощности Р2 на валу, то момент М2будет выражаться прямой, проходящей через начало координат, а момент М — прямой, расположенной несколько выше характеристики М2.
Кратковременная перегрузочная способность синхронного двигателя, так же как и синхронного генератора, зависит от величины угла . При работе двигателя с номинальной нагрузкой и номинальным током возбуждения угол обычно не превышает 25-30°.При этих значениях кратковременная перегрузочная способность синхронного двигателя (см. рис. 7.2)
Рис. 7.5. Рабочие характеристики синхронного двигателя
Подведенная к двигателю мощность P1включает в себя потери (Р1=P2+
Pпот).Поэтому увеличение потребляемой мощности Р1 происходит несколько в большей мере, чем полезной мощности Р2 и характеристика
Р1=f(Р2) имеет некоторую кривизну в сторону оси абсцисс. Ток пропорционален вращающему моменту и он будет выражаться той же прямой, что и момент М. При изменении нагрузки от 0 до 1/2 Pн кривая к. п. д. быстро возрастает, а затем ее рост прекращается, и к. п. д. машины даже понижается.
Изменение
зависит от характера возбуждения двигателя. Если обеспечить номинальное постоянное возбуждение машины при ее работе на холостом ходу, при котором =1, то с увеличением нагрузки получится недовозбужденный режим работы двигателя. При этом возникнут реактивные токи, отстающие от напряжения на угол 
. Наоборот, если установить номинальное постоянное возбуждение двигателя при номинальной нагрузке, то при уменьшении нагрузки двигатель начнет забирать из сети реактивные опережающие токи, а при перегрузке-реактивные отстающие токи. Кривая =f(P2) дана для некоторого промежуточного значения тока возбуждения.Синхронные двигатели применяются главным образом для привода механизмов значительной мощности (свыше 100 кет), требующих постоянства числа оборотов.
В судовых условиях они используются в основном на судах технического флота (земснарядах), в электрических приводах компрессоров, центробежных насосов, лебедок, а также в системах генератор-двигатель.
§ 7.4. Пуск синхронных двигателей
Рис. 7.6. Схема пуска синхронного двигателя
Пуск синхронных двигателей осложняется тем, что при включении двигателя в сеть трехфазного переменного тока в обмотке его статора возникает вращающееся магнитное поле, сразу приобретающее синхронную скорость п1= 60f/p, в то время как поле полюсов неподвижно. Вследствие этого каждые полпериода