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»