Karakteristikk og startegenskaper til synkronmotorer

Den mekaniske egenskapen til synkronmotoren har form av en horisontal rett linje, det vil si at rotasjonshastigheten ikke avhenger av belastningen (fig. 1, a). Når belastningen øker, øker vinkelen θ — vinkelen mellom vektorene til nettverksspenningen Uc og EMF til statorviklingen E0 (fig. 1, b).

Fra vektordiagrammet kan du utlede formelen for det elektromagnetiske øyeblikket

M = (m1/ω1)(U1E0 / x1) sinθ,

hvor m1 — antall statorfaser; ω1 — vinkelhastigheten til statorfeltet; U1 — statorspenning; E0 — EMF indusert i statorviklingen; NS1 - induktiv motstand av statorviklingen; θ — vinkelen mellom vektorene til magnetiseringskreftene til statoren og rotoren. Det følger av denne formelen at momentet endres avhengig av belastningen i henhold til sinusloven (fig. 1, c).
Ingen lastvinkel θ = 0, dvs. spenning og emk er i fase. Dette betyr at statorfeltet og rotorfeltet faller sammen i retning, det vil si at den romlige vinkelen mellom dem er null.

Ris. 1.Karakteristikk (a, b) og vektordiagram (6) for en synkronmotor: I — statorstrøm; r1 — aktiv motstand av statorviklingen; x1 — induktiv motstand skapt av lekkasjestrøm og armaturstrøm

Når belastningen øker, øker dreiemomentet og når en kritisk maksimal verdi ved θ = 80 ° (kurve 1), som motoren er i stand til å skape ved en gitt nettspenning og feltstrøm.

Vanligvis den nominelle vinkelen θnummer (25 ≈ 30) °, som er tre ganger lavere enn den kritiske verdien, derfor er overbelastningskapasiteten til motoren Mmax / Mnom = 1,5 + 3. Den større verdien gjelder for motorer med implisitt uttalte poler av rotor, og den mindre - med uttalte. I det andre tilfellet har karakteristikken (kurve 2) et kritisk moment ved θ = 65 °, som er forårsaket av påvirkningen av det reaktive dreiemomentet.

For ikke å synkronisere motoren ved overbelastning eller redusering av nettspenningen, er det mulig å midlertidig øke eksitasjonsstrømmen, det vil si å bruke tvungen modus.

Med jevn rotasjon påvirker ikke startviklingen driften av motoren. Når belastningen endres, endres vinkelen θ, som er ledsaget av en økning eller reduksjon i hastighet. Deretter begynner startviklingen å spille rollen som stabilisering. Det asynkrone dreiemomentet som oppstår i den jevner ut svingninger i rotorens hastighet.

En synkronmotor er preget av følgende innledende egenskaper:

• Az* n = AzNS //Aznom — multiplumet av startstrømmen som flyter gjennom statoren ved det første startøyeblikket;
• M * n = Mn / Mnom - multiplumet av startmomentet, som avhenger av antall stenger til startspolen og deres aktive motstand;
• M * in = MVh / Mnom — settet med inngangsmoment utviklet av motoren i asynkron modus før den trekkes til synkronisme ved slip s = 0,05;
• M * max = Mmax / Mnoy — settet med maksimalt dreiemoment i motorens synkrone modus;
• U* n = Un • 100 /U1 — laveste tillatte statorspenning ved oppstart,%.

Synkron elektrisk drift brukes i installasjoner som ikke krever hyppig start og hastighetskontroll, for eksempel for vifter, pumper, kompressorer. En synkron elektrisk motor har høyere virkningsgrad enn en asynkron, den kan fungere med overeksitasjon, dvs. med en negativ vinkel φ, altså kompenserende induktiv kraft andre brukere.

Selv om en synkronmotor er mer kompleks i design, krever en likestrømskilde og har sleperinger, er den funnet å være mer kostnadseffektiv enn en induksjonsmotor, spesielt for å drive kraftige mekanismer.