Karakteristika och startegenskaper för synkronmotorer

Den mekaniska egenskapen hos synkronmotorn har formen av en horisontell rät linje, det vill säga dess rotationshastighet beror inte på belastningen (fig. 1, a). När belastningen ökar, ökar vinkeln θ — vinkeln mellan vektorerna för nätverksspänningen Uc och EMF för statorlindningen E0 (fig. 1, b).

Från vektordiagrammet kan du härleda formeln för det elektromagnetiska momentet

M = (m1/ω1)(U1E0 / x1) sinθ,

där m1 — antal statorfaser; ω1 — vinkelhastigheten för statorfältet; U1 — statorspänning; E0 — EMF inducerad i statorlindningen; NS1 — induktivt motstånd för statorlindningen; θ — vinkeln mellan vektorerna för statorns och rotorns magnetiseringskrafter. Av denna formel följer att momentet ändras beroende på belastningen enligt sinusformen (fig. 1, c).
Ingen lastvinkel θ = 0, dvs. spänning och emk är i fas. Detta betyder att statorfältet och rotorfältet sammanfaller i riktning, det vill säga den rumsliga vinkeln mellan dem är noll.

Ris. 1.Karakteristika (a, b) och vektordiagram (6) för en synkronmotor: I — statorström; r1 — aktivt motstånd hos statorlindningen; x1 — induktivt motstånd skapat av läckström och ankarström

När belastningen ökar ökar vridmomentet och når ett kritiskt maxvärde vid θ = 80 ° (kurva 1), som motorn kan skapa vid en given nätspänning och fältström.

Vanligtvis är den nominella vinkeln θnumret (25 ≈ 30) °, vilket är tre gånger lägre än det kritiska värdet, därför är motorns överbelastningskapacitet Mmax / Mnom = 1,5 + 3. Det högre värdet gäller för motorer med implicit uttalade poler av rotor, och den mindre - med uttalade. I det andra fallet har karakteristiken (kurva 2) ett kritiskt moment vid θ = 65 °, vilket orsakas av påverkan av det reaktiva vridmomentet.

För att inte synkronisera motorn vid överbelastning eller minskning av nätspänningen är det möjligt att tillfälligt öka exciteringsströmmen, det vill säga att använda forcerat läge.

Med enhetlig rotation påverkar startlindningen inte motorns funktion. När belastningen ändras ändras vinkeln θ, vilket åtföljs av en ökning eller minskning av hastigheten. Sedan börjar startlindningen spela rollen som stabilisering. Det asynkrona vridmomentet som uppstår i den jämnar ut fluktuationer i rotorns hastighet.

En synkronmotor kännetecknas av följande initiala egenskaper:

• Az* n = AzNS //Aznom — multipeln av startströmmen som flyter genom statorn vid det första startögonblicket;
• M * n = Mn / Mnom — multipeln av startmomentet, som beror på antalet stavar i startspolen och på deras aktiva motstånd;
• M * in = MVh / Mnom — uppsättningen av ingående vridmoment som utvecklas av motorn i asynkront läge innan den dras till synkronism vid slirning s = 0,05;
• M * max = Mmax / Mnoy — uppsättningen av det maximala vridmomentet i motorns synkrona läge;
• U* n = Un • 100 /U1 — lägsta tillåtna statorspänningen vid uppstart,%.

Synkron elektrisk drivning används i installationer som inte kräver frekvent start och varvtalsreglering, till exempel för fläktar, pumpar, kompressorer. En synkron elmotor har högre verkningsgrad än en asynkron, den kan arbeta med överexcitering, d.v.s. med en negativ vinkel φ, alltså kompenserande induktiv effekt andra användare.

Även om en synkronmotor är mer komplex till sin konstruktion, kräver en likströmskälla och har släpringar, har den visat sig vara mer kostnadseffektiv än en induktionsmotor, särskilt för att driva kraftfulla mekanismer.