Синхронные двигатели и компенсаторы
Синхронные двигатели
В сравнении с асинхронными двигателями они имеют большие преимущества:
1. Могут работать с 
и не потреблять реактивную мощность из сети;
2. Момент синхронного двигателя пропорционален напряжению 
(у асинхронного двигателя 
);
3. КПД синхронного двигателя выше, чем у асинхронного за счет меньших потерь;
4. Частота вращения остается независимой от нагрузки.
Однако синхронные двигатели конструктивно сложнее и требуют источник постоянного тока для питания обмотки возбуждения. Кроме того, имеются трудности при пуске.
Различают следующие способы пуска синхронных двигателей:
1. Пуск с помощью постороннего двигателя. Ротор возбужденного двигателя приводится во вращение до частоты близкой к синхронной и с помощью синхронизирующего устройства подключается к трехфазной сети. Затем вспомогательный двигатель отключают.
2. Асинхронный пуск. Это способ предполагает наличие в полюсных наконечниках ротора пусковой обмотки. Невозбужденный синхронный двигатель статорной обмоткой подключается к трехфазной сети переменного тока. Вращающееся магнитное поле индуктирует в пусковой обмотке ротора ЭДС, которая создает в замкнутых стержнях обмотки ротора токи. Взаимодействие этих токов с полем якоря создает момент, приводящий ротор во вращение. При завершении асинхронного пуска (достижении 95% синхронной частоты вращения), подается питание на обмотку возбуждения, и двигатель начинает работать синхронно.
Рис. 3.32
|
Рабочие характеристики синхронного двигателя представляют собой зависимости частоты вращения ротора 
, тока в обмотке якоря 
, потребляемой активной мощности 
, коэффициента мощности 
полезного момента 
от полезной мощности (рис. 3.32).
Частота вращения ротора 
остается неизменной и не зависит от нагрузки, поэтому график 
имеет вид прямой, параллельной оси абсцисс. Полезный момент на валу синхронного двигателя 
имеет вид линейно возрастающей функции, выходящей из начала координат. Мощность 
1 и ток 
имеют значения при 
так как существуют потери и ток холостого хода. Вид характеристики 
зависит от величины тока возбуждения двигателя. Если двигатель работает с недовозбуждением, то 
с ростом 
уменьшается. При работе с перевозбуждением 
с ростом 
увеличивается.
Синхронный компенсатор
Синхронные компенсаторы предназначены для повышения коэффициента мощности сети и поддержания нормального уровня напряжения сети в районах сосредоточения потребительских нагрузок. Нормальным является перевозбужденный режим работы синхронного компенсатора, когда он отдает в сеть реактивную мощность.
Синхронные компенсаторы не имеют приводных двигателей и поэтому сами являются синхронными двигателями, работающими на холостом ходу, при этом из сети потребляя небольшую активную мощность для покрытия своих потерь. Пуск синхронных компенсаторов осуществляется также как и синхронных двигателей.
Так как у синхронного компенсатора не ставится вопрос статической устойчивости, они выполняются с малым воздушным зазором, что позволяет облегчить обмотку возбуждения и уменьшить стоимость машины.
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ И КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПО РАЗДЕЛУ «СИНХРОННЫЕ МАШИНЫ»