Elektromekaniska egenskaper hos synkronmotorer

Synkronmotorer i industriföretag används för att driva sågverk, kompressor- och fläktenheter etc., lågeffektmotorer används i automationssystem när en strikt konstant hastighet krävs. Synkronmotorns mekaniska egenskaper är absolut stela.

Vridmomentet för en synkronmotor beror på vinkeln 0 mellan rotorpolernas axlar och statorfältet och uttrycks med formeln

där Mm är det maximala vridmomentvärdet.

Beroende M = f (θ) Kallas vinkelkarakteristiken för en synkronmaskin (Fig. 1). Motordriften är stabil i den initiala delen av vinkelkarakteristiken; fungerar vanligtvis vid θ inte mer än 30 — 35 °. När stabiliteten ökar, minskar den vid gränspunkten B för karakteristiken (θ = 90О) stabil drift blir omöjlig; momentet som motsvarar stabilitetsgränsen kallas det maximala (välta) momentet.

Ris. 1. Vinkelkaraktäristik för en synkronmotor

Om synkronmotorn belastas över Mm, kommer motorrotorn att falla ur synkronism och stanna, vilket är ett nödläge för maskinen. Motorns nominella vridmoment är 2-3 gånger mindre än det som välter. Motorns vridmoment är proportionellt mot spänningen. Synkronmotorer är mer känsliga för spänningsfluktuationer än induktionsmotorer.

Startegenskaperna för en synkronmotor kännetecknas inte bara av uppsättningen av startmoment, utan också av storleken på det ingående vridmomentet Mvx som utvecklats av motorn vid en slirning på 5% från införandet av likström i excitationslindningen på motor. Startmomentmultipeln är 0,8-1,25, och det ingående vridmomentet är nära startvridmomentet för en synkronmotor.

Relativ komplexiteten i att starta synkronmotorer och ett relativt högt pris automatisk styrutrustning begränsa deras användning inom industrin.

Om synkronmaskinen arbetar med tomgång (vinkel θ = 0), så är vektorerna för nätverksspänningen U och EMF E0 i ankarlindningen lika och motsatta i fas. Genom att öka strömmen i polfältlindningen kan överexcitation skapas i maskinen. I detta fall överskrider EMF E0 nätspänningen U, en ström uppstår i ankarlindningen

där E är den resulterande EMF; xc är det induktiva motståndet för ankarlindningen (lindningens aktiva motstånd försummas vanligtvis i en kvalitativ utvärdering av maskinens driftläge).

Armaturström ILegrar den resulterande EMF E med en vinkel på 90 °, och med avseende på nätverksspänningsvektorn leder den 90 ° (samma som när kondensatorer är anslutna till nätverket). Maskin arbetar med överexcitering, kan användas för reaktiv effektkompensation, en sådan maskin kallas en synkron kompensator.