Synkronimoottoreiden ominaisuudet ja käynnistysominaisuudet

Synkronisen moottorin mekaaninen ominaisuus on muodoltaan vaakasuora suora, eli sen pyörimisnopeus ei riipu kuormituksesta (kuva 1, a). Kuorman kasvaessa kulma θ kasvaa - verkkojännitteen Uc vektorien ja staattorikäämin E0 EMF:n välinen kulma (kuva 1, b).

Vektorikaaviosta voit johtaa sähkömagneettisen momentin kaavan

M = (m1/ω1) (U1E0 / x1) sinθ,

missä m1 — staattorin vaiheiden lukumäärä; ω1 — staattorikentän kulmanopeus; U1 — staattorin jännite; E0 — EMF indusoitunut staattorin käämitykseen; NS1 — staattorikäämin induktiivinen vastus; θ — staattorin ja roottorin magnetointivoimien vektorien välinen kulma. Tästä kaavasta seuraa, että momentti muuttuu kuorman mukaan sinimuotoisen lain mukaan (kuva 1, c).
Ei kuormitusta kulma θ = 0, ts. jännite ja emf ovat samassa vaiheessa. Tämä tarkoittaa, että staattorikenttä ja roottorikenttä ovat suunnassa yhtenevät, eli niiden välinen tilakulma on nolla.

Riisi. 1.Synkronisen moottorin ominaisuudet (a, b) ja vektorikaavio (6): I — staattorivirta; r1 — staattorikäämin aktiivinen vastus; x1 — vuotovirran ja ankkurivirran aiheuttama induktiivinen vastus

Kuorman kasvaessa vääntömomentti kasvaa ja saavuttaa kriittisen maksimiarvon kohdassa θ = 80 ° (käyrä 1), jonka moottori pystyy luomaan annetulla verkkojännitteellä ja kenttävirralla.

Yleensä nimelliskulma θ luku (25 ≈ 30) °, joka on kolme kertaa pienempi kuin kriittinen arvo, joten moottorin ylikuormituskyky on Mmax / Mnom = 1,5 + 3. Suurempi arvo koskee moottoreita, joissa on implisiittisesti korostetut navat roottori ja pienempi - korostetuilla. Toisessa tapauksessa ominaiskäyrällä (käyrä 2) on kriittinen momentti θ = 65°, joka johtuu reaktiivisen vääntömomentin vaikutuksesta.

Jotta moottoria ei synkronoida ylikuormituksen tai verkkojännitteen pienentämisen aikana, on mahdollista väliaikaisesti lisätä herätevirtaa eli käyttää pakkotilaa.

Tasaisella pyörimisellä käynnistyskäämi ei vaikuta moottorin toimintaan. Kun kuormitus muuttuu, kulma θ muuttuu, johon liittyy nopeuden kasvu tai lasku. Sitten käynnistyskäämitys alkaa toimia vakauttavana. Siinä syntyvä asynkroninen vääntömomentti tasoittaa roottorin nopeuden vaihteluita.

Synkroniselle moottorille on tunnusomaista seuraavat alkuominaisuudet:

• Az* n = AzNS //Aznom — staattorin läpi virtaavan käynnistysvirran kerrannainen käynnistyshetkellä;
• M * n = Mn / Mnom - käynnistysmomentin kerrannainen, joka riippuu käynnistyskelan sauvojen lukumäärästä ja niiden aktiivisesta resistanssista;
• M * in = MVh / Mnom — moottorin asynkronisessa tilassa kehittämä ottomomenttijoukko, ennen kuin se vedetään tahdistukseen luistolla s = 0,05;
• M * max = Mmax / Mnoy — suurin vääntömomentti moottorin synkronisessa tilassa;
• U* n = Un • 100 /U1 — pienin sallittu staattorin jännite käynnistyksen yhteydessä, %.

Synkronista sähkökäyttöä käytetään asennuksissa, jotka eivät vaadi toistuvaa käynnistystä ja nopeuden säätöä, esimerkiksi puhaltimissa, pumpuissa, kompressoreissa. Synkronisella sähkömoottorilla on suurempi hyötysuhde kuin asynkronisella, se voi toimia ylivirityksellä, ts. negatiivisella kulmalla φ, siis kompensoivaa induktiivista tehoa muita käyttäjiä.

Vaikka synkroninen moottori on rakenteeltaan monimutkaisempi, vaatii tasavirtalähteen ja siinä on liukurenkaat, sen on havaittu olevan kustannustehokkaampi kuin oikosulkumoottori, erityisesti voimakkaiden mekanismien ohjaamiseen.