Karakteristika og startegenskaber for synkronmotorer

Den mekaniske karakteristik af synkronmotoren har form af en vandret lige linje, det vil sige, at dens rotationshastighed ikke afhænger af belastningen (fig. 1, a). Efterhånden som belastningen øges, øges vinklen θ — vinklen mellem vektorerne af netværksspændingen Uc og EMF af statorviklingen E0 (fig. 1, b).

Fra vektordiagrammet kan du udlede formlen for det elektromagnetiske moment

M = (m1/ω1)(U1E0 / x1) sinθ,

hvor m1 — antal statorfaser; ω1 — statorfeltets vinkelhastighed; U1 — statorspænding; E0 — EMF induceret i statorviklingen; NS1 — induktiv modstand af statorviklingen; θ — vinklen mellem vektorerne for statorens og rotorens magnetiseringskræfter. Det følger af denne formel, at momentet ændrer sig afhængigt af belastningen ifølge sinusloven (fig. 1, c).
Ingen belastningsvinkel θ = 0, dvs. spænding og emk er i fase. Det betyder, at statorfeltet og rotorfeltet falder sammen i retning, det vil sige, at den rumlige vinkel mellem dem er nul.

Ris. 1.Karakteristika (a, b) og vektordiagram (6) for en synkronmotor: I — statorstrøm; r1 — aktiv modstand af statorviklingen; x1 — induktiv modstand skabt af lækstrøm og ankerstrøm

Efterhånden som belastningen stiger, øges momentet og når en kritisk maksimumværdi ved θ = 80 ° (kurve 1), som motoren er i stand til at skabe ved en given netspænding og feltstrøm.

Normalt er den nominelle vinkel θtal (25 ≈ 30) °, som er tre gange lavere end den kritiske værdi, derfor er motorens overbelastningskapacitet Mmax / Mnom = 1,5 + 3. Den større værdi gælder for motorer med implicit udtalte poler af rotor, og den mindre - med udtalte. I det andet tilfælde har karakteristikken (kurve 2) et kritisk moment ved θ = 65 °, hvilket er forårsaget af påvirkningen af ​​det reaktive drejningsmoment.

For ikke at synkronisere motoren ved overbelastning eller reduktion af netspændingen er det muligt midlertidigt at øge excitationsstrømmen, det vil sige at bruge tvungen tilstand.

Med ensartet rotation påvirker startviklingen ikke motorens drift. Når belastningen ændres, ændres vinklen θ, hvilket er ledsaget af en stigning eller et fald i hastigheden. Så begynder startviklingen at spille rollen som stabilisering. Det asynkrone drejningsmoment, der opstår i den, udjævner udsving i rotorens hastighed.

En synkronmotor er kendetegnet ved følgende oprindelige egenskaber:

• Az* n = AzNS //Aznom — multiplum af startstrømmen, der flyder gennem statoren i det indledende øjeblik for start;
• M * n = Mn / Mnom — multiplum af startmomentet, som afhænger af antallet af stænger i startspolen og af deres aktive modstand;
• M * in = MVh / Mnom — sæt af indgangsmoment udviklet af motoren i asynkron tilstand, før den trækkes i synkronisme ved slip s = 0,05;
• M * max = Mmax / Mnoy — sættet af det maksimale drejningsmoment i motorens synkrone tilstand;
• U* n = Un • 100 /U1 — den laveste tilladte statorspænding ved opstart,%.

Synkron elektrisk drev anvendes i installationer, der ikke kræver hyppig start og hastighedsstyring, for eksempel til ventilatorer, pumper, kompressorer. En synkron elmotor har en højere virkningsgrad end en asynkron, den kan arbejde med overexcitation, dvs. med en negativ vinkel φ, altså kompenserende induktiv effekt andre brugere.

Selvom en synkronmotor er mere kompleks i designet, kræver en jævnstrømskilde og har slæberinge, har den vist sig at være mere omkostningseffektiv end en induktionsmotor, især til at drive kraftige mekanismer.