Caracteristicile și proprietățile de pornire ale motoarelor sincrone

Caracteristica mecanică a motorului sincron are forma unei linii drepte orizontale, adică viteza de rotație a acestuia nu depinde de sarcină (Fig. 1, a). Pe măsură ce sarcina crește, unghiul θ crește — unghiul dintre vectorii tensiunii de rețea Uc și EMF a înfășurării statorului E0 (Fig. 1, b).

Din diagrama vectorială, puteți deriva formula pentru momentul electromagnetic

M = (m1/ω1)(U1E0 / x1) sinθ,

unde m1 — numărul de faze ale statorului; ω1 — viteza unghiulară a câmpului statorului; U1 — tensiunea statorului; E0 — EMF indusă în înfăşurarea statorului; NS1 — rezistența inductivă a înfășurării statorului; θ — unghiul dintre vectorii forțelor de magnetizare ale statorului și rotorului. Din această formulă rezultă că momentul se modifică în funcție de sarcină conform legii sinusoidale (Fig. 1, c).
Unghi fără sarcină θ = 0, adică tensiunea și fem sunt în fază. Aceasta înseamnă că câmpul statorului și câmpul rotorului coincid în direcție, adică unghiul spațial dintre ele este zero.

Orez. 1.Caracteristicile (a, b) și diagrama vectorială (6) ale unui motor sincron: I — curentul statoric; r1 — rezistența activă a înfășurării statorului; x1 — rezistență inductivă creată de curentul de scurgere și curentul de armătură

Pe măsură ce sarcina crește, cuplul crește și atinge o valoare maximă critică la θ = 80 ° (curba 1), pe care motorul o poate crea la o anumită tensiune de rețea și curent de câmp.

De obicei, unghiul nominal θnumărul (25 ≈ 30) °, care este de trei ori mai mic decât valoarea critică, prin urmare capacitatea de suprasarcină a motorului este Mmax / Mnom = 1,5 + 3. Valoarea mai mare se aplică motoarelor cu poli pronunțați implicit ai rotor, iar cel mai mic - cu cele pronunțate. În al doilea caz, caracteristica (curba 2) are un moment critic la θ = 65 °, care este cauzat de influența cuplului reactiv.

Pentru a nu sincroniza motorul la supraîncărcare sau reducerea tensiunii de rețea, este posibil să creșteți temporar curentul de excitație, adică să folosiți modul forțat.

Cu o rotație uniformă, înfășurarea de pornire nu afectează funcționarea motorului. Când sarcina se modifică, unghiul θ se modifică, ceea ce este însoțit de o creștere sau scădere a vitezei. Apoi înfășurarea de pornire începe să joace rolul de stabilizare. Cuplul asincron care apare în acesta netezește fluctuațiile vitezei rotorului.

Un motor sincron este caracterizat de următoarele proprietăți inițiale:

• Az* n = AzNS //Aznom — multiplu al curentului de pornire care circulă prin stator în momentul inițial al pornirii;
• M * n = Mn / Mnom — multiplu al cuplului de pornire, care depinde de numărul de tije ale bobinei de pornire și de rezistența lor activă;
• M * in = MVh / Mnom — setul de cuplu de intrare dezvoltat de motor în modul asincron înainte ca acesta să fie tras în sincronism la alunecarea s = 0,05;
• M * max = Mmax / Mnoy — setul cuplului maxim în modul sincron al motorului;
• U* n = Un • 100 /U1 — cea mai mică tensiune de stator permisă la pornire,%.

Acționarea electrică sincronă este utilizată în instalațiile care nu necesită pornire frecventă și control al vitezei, de exemplu pentru ventilatoare, pompe, compresoare. Un motor electric sincron are o eficiență mai mare decât unul asincron, poate funcționa cu supraexcitare, adică. cu un unghi negativ φ, deci compensarea puterii inductive alți utilizatori.

Deși un motor sincron este mai complex în design, necesită o sursă de curent continuu și are inele colectoare, se găsește a fi mai rentabil decât un motor cu inducție, în special pentru acționarea mecanismelor puternice.