U-образные характеристики синхронного двигателя

U-образные характеристики синхронного двигателя

Регулирование реактивной мощности,
при постоянной активной, можно осуществить
изменением тока возбуждения аналогично
генераторному режиму. При этом, если
момент сопротивления нагрузки не
изменяется, то угол рассогласования,
активная мощностьP, активная
составляющая тока статора и моментM
синхронного двигателя будут постоянными.

Влияние изменения тока возбуждения на
работу двигателя можно проследить по
векторным диаграммам на рис. 4, а.
Исходная диаграмма, соответствующая
нагруженному двигателю с равной нулю
реактивной мощностью, представлена
векторамиU,E0,Eсин
.

При увеличении тока возбуждения IВвеличина ЭДСE0увеличится до
значенияE’0. По условиюU=const, поэтому одновременно
увеличивается синхронная ЭДСEсиндо значенияE’син.
ПриXсин=constэто может произойти только за
счет увеличения тока статора:I’>I. Вектор синхронной ЭДС опережает
вектор тока на 90.
Так как активная составляющая тока
(вертикальная проекция) не меняется,
то горизонтальная проекция вектораE0также останется постоянной — вершина
вектораE0будет скользить по
вертикальной прямой. Найдя построением
векторI’, можно убедиться, что он
опережает векторU, приобретая
емкостную реактивную составляющуюI’р,
то есть потребляя из сети реактивную
(емкостную) мощность. Таким образом, при
перевозбуждении, то есть при увеличении
тока возбуждения, ток в статоре
увеличивается, характер нагрузки
становится емкостным.

При уменьшении тока возбуждения IВвеличина ЭДСE0уменьшится до
значения0, одновременно
уменьшается синхронная ЭДСEсиндо значениясини уменьшается ток статора:<I.
Вектор синхронной ЭДС опережает вектор
тока на 90. Найдя
построением вектор, можно убедиться,
что он отстает от вектораU, приобретая
индуктивную реактивную составляющуюр. Таким образом, при
недовозбуждении, то есть при уменьшении
тока возбуждения, ток в статоре
уменьшается, характер нагрузки становится
индуктивным.

Потребление реактивной (емкостной)
мощности эквивалентно генерированию
индуктивной. Наиболее часто основными
потребителями в сети являются асинхронные
двигатели, требующие реактивной
(индуктивной) мощности, поэтому выгодней
эксплуатировать синхронный двигатель,
как и генератор, при перевозбуждении.

Зависимость тока статора Iот тока
возбужденияIВ, то естьI=f(IВ) приU=const,P1=const,f=const,называется U-образной
характеристикой синхронного двигателя
.
Она приведена на рис. 4,б.

Рабочие характеристики синхронного двигателя

Рабочие характеристики синхронного
двигателя (рис. 5) представляют собой
зависимости частоты n2, токаI, коэффициента мощности cos,
КПД, вращающего
моментаМи потребляемой мощностиP1от полезной мощностиP2на валу двигателя при постоянном токе
возбужденияIв=
const и постоянном напряжении и частоты
сетиU= const,f=const.

Частота
вращения ротора всегда равна синхронной
частотеn2=n0,
поэтому скоростная характеристика, то
есть графикn2=f(P2), имеет
вид прямой, параллельной оси абсцисс.
Полезный момент на валу ротораM= 9,55P2/n0,
поэтому зависимостьM=f(P2)
имеет вид прямой, выходящей из начала
координат. С ростом нагрузки на валу
двигателя электрические потери P1,
пропорциональныеI 2, будут
расти быстрее полезной мощности,
пропорциональнойI, поэтому
потребляемая мощностьP1растет
быстрее, чем P2. КПД=P/(P1+P2) и соответственно кривая=f(P2) быстро
растет с увеличением нагрузки до 50 %
отP2номи до номинального
режима сохраняет высокое значение. При
перегрузках КПД уменьшается. Вид графика
cos=f(P2) зависит
от вида настройки тока возбуждения.
Обычно устанавливают ток возбуждения
таким, чтобы cosбыл
равен единице при средней нагрузке. В
этом случае коэффициент мощности
достаточно высок.

Leave a Comment