Karakteristieken en starteigenschappen van synchrone motoren

Het mechanische kenmerk van de synchrone motor heeft de vorm van een horizontale rechte lijn, dat wil zeggen dat de rotatiesnelheid niet afhankelijk is van de belasting (Fig. 1, a). Naarmate de belasting toeneemt, neemt de hoek θ toe - de hoek tussen de vectoren van de netwerkspanning Uc en de EMF van de statorwikkeling E0 (Fig. 1, b).

Uit het vectordiagram kun je de formule voor het elektromagnetische moment afleiden

M = (m1/ω1)(U1E0 / x1) sinθ,

waarin m1 — aantal statorfasen; ω1 — de hoeksnelheid van het statorveld; U1 — statorspanning; E0 - EMF geïnduceerd in de statorwikkeling; NS1 - inductieve weerstand van de statorwikkeling; θ — de hoek tussen de vectoren van de magnetiserende krachten van de stator en de rotor. Uit deze formule volgt dat het moment verandert afhankelijk van de belasting volgens de sinusoïdale wet (Fig. 1, c).
Geen belastingshoek θ = 0, d.w.z. spanning en emf zijn in fase. Dit betekent dat het statorveld en het rotorveld in richting samenvallen, dat wil zeggen dat de ruimtelijke hoek daartussen nul is.

Rijst. 1.Karakteristieken (a, b) en vectordiagram (6) van een synchrone motor: I — statorstroom; r1 - actieve weerstand van de statorwikkeling; x1 — inductieve weerstand gecreëerd door lekstroom en ankerstroom

Naarmate de belasting toeneemt, neemt het koppel toe en bereikt een kritische maximumwaarde bij θ = 80 ° (curve 1), die de motor kan creëren bij een gegeven netspanning en veldstroom.

Meestal is de nominale hoek θgetal (25 ≈ 30) °, die driemaal lager is dan de kritische waarde, daarom is de overbelastbaarheid van de motor Mmax / Mnom = 1,5 + 3. De grotere waarde geldt voor motoren met impliciet uitgesproken polen van de rotor, en de kleinere - met uitgesproken. In het tweede geval heeft de karakteristiek (kromme 2) een kritiek moment bij θ = 65°, dat wordt veroorzaakt door de invloed van het blindkoppel.

Om de motor niet te synchroniseren bij overbelasting of verlaging van de netspanning, is het mogelijk om de bekrachtigingsstroom tijdelijk te verhogen, dat wil zeggen om de geforceerde modus te gebruiken.

Bij gelijkmatige rotatie heeft de startwikkeling geen invloed op de werking van de motor. Wanneer de belasting verandert, verandert de hoek θ, wat gepaard gaat met een toename of afname van de snelheid. Dan begint de startwikkeling de rol van stabilisatie te spelen. Het asynchrone koppel dat daarin ontstaat, vereffent fluctuaties in de snelheid van de rotor.

Een synchrone motor wordt gekenmerkt door de volgende begineigenschappen:

• Az* n = AzNS //Aznom — het veelvoud van de startstroom die door de stator vloeit op het eerste startmoment;
• M * n = Mn / Mnom — het veelvoud van het startkoppel, dat afhangt van het aantal staven van de startspoel en van hun actieve weerstand;
• M * in = MVh / Mnom — de set ingangskoppel ontwikkeld door de motor in asynchrone modus voordat deze synchroon wordt getrokken bij slip s = 0,05;
• M * max = Mmax / Mnoy — de set van het maximale koppel in de synchrone modus van de motor;
• U* n = Un • 100 /U1 — de laagst toegestane statorspanning bij het opstarten,%.

Synchrone elektrische aandrijving wordt gebruikt in installaties die geen frequent starten en toerentalregeling vereisen, bijvoorbeeld voor ventilatoren, pompen, compressoren. Een synchrone elektromotor heeft een hoger rendement dan een asynchrone motor, hij kan werken met overexcitatie, d.w.z. met een negatieve hoek φ dus compenserende inductieve kracht andere gebruikers.

Hoewel een synchrone motor complexer is qua ontwerp, een gelijkstroombron vereist en sleepringen heeft, blijkt hij kosteneffectiever te zijn dan een inductiemotor, vooral voor het aandrijven van krachtige mechanismen.