Пуск синхронного двигателя в составе электропривода

Пуск синхронного двигателя в составе электропривода осложнен абсолютной жесткостью его характеристики. Для обеспечения корректной работы синхронного электропривода необходимо обеспечить «втягивание в синхронизм». Наиболее распространенный способ пуска синхронного двигателя – использование короткозамкнутой обмотки на роторе. Двигатель запускается в режиме асинхронной машины. По достижении подсинхронной частоты вращения ротора (как правило, 95% от синхронной частоты вращения магнитного поля – точка а на рис. 20), на обмотку возбуждения подается питание, и двигатель начинает работать в режиме синхронной машины.

Рис.20.Механическая характеристика синхронного двигателя при асинхронном пуске.

Необходимо заметить, что короткозамкнутая обмотка рассчитывается только для обеспечения пуска и не предназначена для длительного пропускания тока. По достижении синхронной частоты вращения магнитный поток, пронизывающий короткозамкнутую обмотку ротора не меняет своего значения, следовательно, в ней не наводится ЭДС и не протекает ток.

Векторная диаграмма и угловая характеристика синхронного двигателя

Векторная диаграмма синхронного двигателя, построенная с предположением о незначительности активного сопротивления обмоток ротора и статора, представлена на рис.21

Рис. 21. Векторная диаграмма синхронного двигателя

Из векторной диаграммы

,

.

Пренебрегая потерями в стали, для момента синхронного двигателя можно записать

.

С помощью приведенного выше уравнения можно построить зависимость M(θ) – угловую характеристику синхронного двигателя (рис.22)

Рис.22. Угловая диаграмма

Использование синхронного электропривода в качестве компенсатора реактивной мощности.

Управление током возбуждения синхронного двигателя позволяет изменять характер потребляемой мощности электропривода.

В классическом случае ток статора отстает от подводимого напряжения на угол φ – двигатель работает с потреблением реактивной мощности (рис.23а). При увеличении тока возбуждения можно добиться такого значения ЭДС, при котором φ=0 – в электрической цепи двигатель представляет собой активную нагрузку (рис.23б). При последующем увеличении тока возбуждения можно получить такое значение ЭДС, при котором ток будет опережать напряжение (двигатель работает с опережающим cosφ и вырабатывает реактивную мощность) (рис.23в).

Рис.23 Векторные диаграммы синхронного двигателя

Режим работы синхронного двигателя в зависимости от тока возбуждения описывается с помощью U-образных характеристик (рис.24)

Рис.24. U-образные характеристики

Автоматизированные системы управления синхронным и асинхронным электроприводом.