Elektromekaniske egenskaber af synkronmotorer

Synkronmotorer i industrielle virksomheder bruges til at drive savværker, kompressor- og ventilatorenheder osv., laveffektmotorer bruges i automatiseringssystemer, når der kræves en strengt konstant hastighed. Synkronmotorens mekaniske egenskaber er absolut stive.

Drejningsmomentet for en synkronmotor afhænger af vinklen 0 mellem rotorpolernes akser og statorfeltet og er udtrykt ved formlen

hvor Mm er den maksimale drejningsmomentværdi.

Afhængighed M = f (θ) Kaldes vinkelkarakteristikken for en synkronmaskine (fig. 1). Motordriften er stabil i den indledende del af vinkelkarakteristikken; virker normalt ved θ ikke mere end 30 — 35 °. Når stabiliteten øges, falder den ved grænsepunktet B for karakteristikken (θ = 90О), stabil drift bliver umulig; momentet svarende til stabilitetsgrænsen kaldes det maksimale (vælte)moment.

Ris. 1. Vinkelkarakteristik af en synkronmotor

Hvis synkronmotoren belastes over Mm, vil motorrotoren falde ud af synkronisme og stoppe, hvilket er en nødtilstand for maskinen. Motorens nominelle drejningsmoment er 2-3 gange mindre end det, der vælter. Motorens drejningsmoment er proportional med spændingen. Synkronmotorer er mere følsomme over for spændingsudsving end induktionsmotorer.

Startegenskaberne for en synkronmotor er kendetegnet ikke kun af sættet af startmoment, men også af størrelsen af ​​indgangsmomentet Mvx udviklet af motoren ved en slip på 5% fra inklusion af jævnstrøm i excitationsviklingen af motor. Startmomentmultiple er 0,8-1,25, og indgangsmomentet er tæt på startmomentet for en synkronmotor.

I forhold kompleksiteten ved at starte synkronmotorer og en forholdsvis høj pris automatisk kontroludstyr begrænse deres anvendelse i industrien.

Hvis synkronmaskinen kører ved tomgang (vinkel θ = 0), så er vektorerne for netværksspændingen U og EMF E0 i ankerviklingen lige store og modsatte i fase. Ved at øge strømmen i polfeltviklingen kan der skabes overexcitation i maskinen. I dette tilfælde overstiger EMF E0 netspændingen U, der opstår en strøm i ankerviklingen

hvor E er den resulterende EMF; xc er den induktive modstand af ankerviklingen (viklingens aktive modstand forsømmes normalt i en kvalitativ evaluering af maskinens driftstilstand).

Armaturstrøm ILegner den resulterende EMF E med en vinkel på 90 °, og med hensyn til netværksspændingsvektoren leder den 90 ° (det samme som når kondensatorer er forbundet til netværket). Maskine arbejder med overexcitation, kan bruges til reaktiv effektkompensation, en sådan maskine kaldes en synkron kompensator.