§ 102. Motoare sincrone
motor sincron nu are diferențe structurale fundamentale ale generatorului sincron. La fel ca și în generator, sincron cu motor înfășurare statorică trifazată este plasată, în care atunci când alimentarea AC trifazat este generat un câmp magnetic rotativ, numărul de rotații pe minut este egal cu:
Plasat pe teren rotor cu motor de lichidare, conectabil la o sursă de curent continuu. Excitația fluxul de curent creează poli magnetici. Câmpul magnetic învârtitor excitat prin înfășurarea statorului curenților, antrenând polii rotor. Astfel, rotorul se poate roti numai la viteza sincronă, adică. E. La o rată egală cu viteza de rotație a câmpului statoric. Astfel, viteza motorului sincron este strict constantă în cazul în care curentul de alimentare de frecvență invariabilă.
Fig. 136 câmpului magnetic rezultat al stator și rotor câmp la un moment dat circumferința polilor statorici polarități diferite sunt reprezentate (N și S). La rotirea câmpului stator antrenând polii de rotor, astfel încât câmpul magnetic al statorului și rotorul sunt rotite sincron, la o viteză v. Dacă arborele motorului este nici o sarcină acolo, adică. E. ralanti, atunci, neglijând pierderile mecanice ale motorului (rulmenții de fricțiune și frecare împotriva aerului părți ale mașinii rotative), se poate presupune că rotorul urmează câmpului statoric și axa câmpului magnetic statoric și coincid rotorului, adică. e. unghiul dintre axele magnetice ale statorului și rotor câmpurile θ = 0 (Fig. 136, de asemenea). În cazul în care arborele motorului să se aplice unele Mt. cuplu de frânare dezvoltat de receptor de energie mecanică, rotorul la o anumită perioadă de timp, va reduce viteza. Câmpul magnetic al statorului, rotative, cu o viteză constantă, începe să se deplaseze în raport cu rotorul,
iar unghiul dintre axele stator și rotor fields θ nu este egal cu zero (Fig. 136 b). Linia magnetic, care se întinde și să se retragă în căutarea cel mai scurt traseu, va afecta rotorul, astfel încât axa câmpului rotorului mai aproape de axa câmpului statoric. Astfel, atunci când un unghi ssyami magnetic între motor și rotor stator câmpurile θ dezvoltă cuplul Mv. După restabilirea echilibrului momentelor când cuplul devine egal cu momentul de frânare (Mw = Mm), rotorul se va roti din nou sincron cu câmpul statorului la o valoare constantă a unghiul de.
Prin creșterea sarcinii motorului, adică. E. Odată cu creșterea cuplului de frânare pe arborele său Mm. rotor din nou, oarecum reduce viteza și unghiul θ începe să crească. Liniile magnetice sunt mai intinse tot mai mare moment de un cuplu de echilibru Mw și Mw = Matt are loc la o valoare mai mare a unghiului θ. Reducerea sarcinii pe arborele motorului determină o reducere a unghiul de.
Astfel, un motor sincron, precum și cea a generatorului sincron care funcționează într-o rețea puternică, o schimbare de sarcină determină o schimbare în unghiul dintre axele câmpurilor magnetice ale statorului și rotorului. O trăsătură distinctivă a motorului este că dacă câmpul rotorului generatorului a avansat în ceea ce privește câmpul stator, câmpul statorului motorului avansează, iar câmpul rotor - rămase.
Schimbarea sarcina motorului determină o modificare corespunzătoare în puterea activă consumată de acestea din rețea. Acest lucru este ușor de înțeles din diagrama vectorială prezentată în Fig. 137, o și construit pentru un stator faza de înfășurare. Sub o tensiune aplicată Uc stator excitat un câmp magnetic rotativ, a cărui amplitudine este arătată de φp vector. Uc relativ rotit cu 90 ° vector pentru lag direcția (în sens orar). La amplitudinea câmpului φp stator linia de tensiune constantă Uc, de asemenea, rămâne neschimbat, adică. E. Diagrama vectorului la φp constant.
Atunci când o sarcină a motorului consumă alimentare I. curent în care determinarea curentului de excitație poate coincide cu tensiunea de fază (activ). Current flux F excită reacția armatura de „înfășurare I, care este proporțională cu curentul în stator și coincide în faza cu HHM stator. Prin urmare, pe un vector scara I diferit al vectorului curentului statoric este o reacție de armătură φya de curgere. Deoarece rezultă φp câmpului statoric este rezultatul acțiunii combinate a polilor de câmp φm și câmpul φya reacție armătură și, prin urmare, poate fi reprezentat de suma geometrică a vectorilor φm și φya. vectorul care leagă capetele φya vectori și φp. Acesta este un vector de poli φm flux. Astfel, la o sarcină selectată între axele statorului și câmpurile magnetice ale rotorului va unghiul de.
Dacă măriți sarcina pe axul motorului, unghiul dintre axele câmpurilor magnetice ale statorului și rotorul va crește până la o valoare θ „și diagrama vectorul φ'm vector. rămânând nemodificată în mărime (deoarece curentul câmp este neschimbat) se va roti vectorul φp relativ constante la unghiul θ“. Atunci când această schimbare în curentul statorului I „și reacția armatura de flux φ'ya. Componenta activă a curentului statoric I „va crește în comparație cu inițială statoric curent I. t. E. Creșterea puterii active consumate de motorul de la rețea. Prin urmare, creșterea sarcinii pe arborele motorului determină o creștere a puterii active consumate de la rețea, iar puterea activă scade odată cu scăderea sarcinii motorului.
Modificarea curentului de câmp al rezultatelor motor sincron într-o schimbare în puterea reactivă consumată de la rețea. În diagrama vector construit pentru un stator înfășurare de fază (Fig. 137, b) prezintă un vector al tensiunii de alimentare Uc și constantă (la o tensiune de rețea Uc constantă), câmpul magnetic vector rezultant statoric (amplitudinea fluxului magnetic) φp. Uc relativ rotit cu 90 ° vector pentru lag direcția (în sens orar). Motorul funcționează sub sarcină și la un curent specific de antrenare (excitație normal) I curent în înfășurarea în fază cu tensiunea rețelei Uc statorul (curentul pur activ).
vector curent bobina statorului într-o altă scală reprezintă un vector de flux de reacție φya armătură. proporțională cu curentul din înfășurarea statorică și coincide cu ea în fază. Vector care leagă capetele φya vectori și φp. este un vector de poli magnetici φm de flux. Atunci când se schimbă sincron curentul câmpului motorului consumat de la rețeaua de alimentare activă rămâne neschimbată, deoarece sarcina pe arborele motorului este constantă. Componenta activă a curentului în înfășurările statorului vor fi, de asemenea constantă atunci când curentul de excitație. Prin urmare, capătul vectorului I al fluxului statoric și reacția armătură φya actuală poate doar pe linie se află AB. paralel cu axa orizontală. În consecință, polii vector φm flux va fi întotdeauna poziționat astfel încât capătul său coincide cu sfârșitul rezultant vectorului câmp constant φp fluxului statoric. și începe - cu sfârșitul reacției armatură vectorului flux φya. t. e. pe linia AB.
Prin creșterea curentului de excitație (atunci când overexcitation) și crește polii φ'm de curgere. vector este situat între linia AB și sfârșitul φp vectorului. Vectori curent în înfășurarea I „și reacția fluxului φ'm armătură înaintea rețelei Uc tensiunea de fază a statorului. t. e. de motorul consumă reactiv rețeaua de curent principal fiind o rețea cu privire la condensator. Reducerea curentului de câmp (underexcitation) reduce polii φ'm de curgere și înfășurarea statorului curent I „va rămâne în urmă în ceea ce privește tensiunea de rețea, adică. E. Să furnizeze sarcina motorului este inductiv.
Principalul avantaj al motoarelor sincrone este că pot lucra avansează cu un consum, curent, t. E. Motorul poate fi o sarcină capacitivă pentru rețea. Acest motor îmbunătățește cos j întreprindere pentru a compensa puterea reactivă consumată de alte receptoare.
Motoarele sincrone produc poli predominant frapante și funcționează în modul normal cu prioritate overexcitation cos φ = 0,8. Excitarea motoarelor sincrone se realizează fie de agenți patogeni sau de la rețeaua de curent alternativ, prin redresoare semiconductoare.
Plutitor cu motor sincron directă includerea ei în rețea imposibilă, ca și când înfășurările statorice la rețeaua este generat un câmp magnetic rotativ și rotorul în momentul în staționare, și, prin urmare interacțiunea câmpului magnetic statoric și rotorul nu este prezent, adică. E. Motorul nu dezvoltă cuplu. Atunci când rotorul este staționar câmp stator rotativ interacționează cu câmpul rotorului, se va dezvolta un cuplu, în continuă schimbare de direcție. La un moment dat în timp (Fig. 138) are un cuplu într-o singură direcție. După un anumit interval de timp câmpul statorului se rotește în raport cu rotorul staționar și direcția cuplului este inversată. Astfel, cuplul care rezultă într-o rotație a câmpului statorului în raport cu rotorul staționar este zero. Prin urmare, pentru începerea funcționării motorului este necesară pentru a crește anterior viteza rotorului la viteza sincronă sau aproape de ea.
În prezent, utilizarea exclusivă a fost așa-numitul început asincron de motoare sincrone, esența, care este după cum urmează. Piesele polare ale rotorului bobinajul motorului sincron este stivuită pad conceput ca o colivie de veveriță scurtcircuitat înfășurare ca și rotorul mașinii asincrone.
Înfășurările statorului motorului inclusă în rețeaua trifazată și pornirea acestuia se face la fel ca și pornind motoarele asincrone cu rotor în scurtcircuit.
După ce motorul se va dezvolta o viteză aproape sincron (aproximativ 95%), un câmp de bobinaj inclusă în rețeaua de curent continuu, iar motorul intră în sincronism, adică. E. Rotorul până la viteza crește sincrone.
La pornirea motorului la rândul său, se închide excitarea de rezistență de aproximativ 10 de lichidare - 12 ori mai mare decât rezistența înfășurării în sine. Nu poate fi un câmp de lichidare în timpul pornirii în cursul lăsat deschis sau scurtcircuitat. Dacă începe în cursul câmpului de lichidare se va deschide, atunci acesta va induce o foarte mare e. d. a. periculoase pentru izolația înfășurării și pentru insotitori. Crearea e. d. a. cantități mari, datorită faptului că câmpul statoric plutitor se rotește cu o viteză mare în raport cu rotorul staționar și la aceeași viteză intersectează înfășurarea de excitație conductoarelor cu multe viraje.
În cazul în care câmpul de lichidare scurt-circuitat la începutul în motorul de funcționare sub sarcină, se poate dezvolta o viteză de aproape o jumătate de sincron, și introduceți potrivirea nu se poate.
Abilitatea de a lucra cu consumul unei rețele de curent de conducere permite utilizarea unei mașini sincron ca un compensator. După cum sa menționat mai sus, un motor sincron pentru rețea poate fi un condensator și crește cos întreaga centrală φ pentru a compensa puterea reactivă a altor receptoare de energie. Creșterea cos φ reduce consumul de putere reactivă a companiilor electrice și a reduce costurile de energie electrică.
Astfel, compensatorul sincron, motorul sincron funcționează fără sarcină și pentru creșterea cos j întreprindere. În consecință, compensatorul sincron este un generator de putere reactivă.
compensatorul sincron Structural diferă de motor sincron ușor. Compensatorul nu suportă o sarcină mecanică, astfel încât este mai ușor și arborele rotorului, iar diferența de aer este mai mică decât motorul.
Principalul dezavantaj al motoarelor sincrone este nevoie de o sursă separată de alimentare în curent continuu pentru înfășurările de excitație.