Введение

Синхронной машиной называется электрическая машина переменного тока, у которой частота вращения ротора n находится в строгом соответствии с частотой сети f₁:

По своему устройству они отличаются от асинхронных машин лишь конструкцией ротора, который может быть явнополюсным или неявнополюсным. Синхронные машины отличаются синхронной частотой вращения ротора (n₁=n₂=const) при любой нагрузке, а также возможностью регулирования коэффициента мощности, устанавливая такое его значение, при котором работа синхронной машины становится наиболее экономичной.

Крупные синхронные двигатели широко применяются в нефтяной, металлургической, газовой и газодобывающей отраслях промышленности, в энергетике и в системах водоснабжения. Преимуществами синхронного двигателя перед асинхронным являются: более высокие КПД и перегрузочная способность, возможность кратковременно увеличивать перегрузочную способность за счет форсировки возбуждения, меньшая зависимость перегрузочной способности от напряжения в сети, стабильная частота вращения и сохранение производительности рабочего механизма, возможность широкого регулирования реактивной мощности. В зависимости от возбуждения он может потреблять и выдавать реактивную мощность в сеть. При опережающем коэффициенте мощности синхронный двигатель имеет более выгодные показатели по стоимости и потерям, чем асинхронный с конденсаторными устройствами, обеспечивающие полную компенсацию реактивной мощности.

Синхронная машина обратима и может работать как в режиме генератора, так и в качестве двигателя для привода мощных насосов, компрессоров, воздуходувок и других крупных установок. Такой двигатель по своим технико-экономическим показателям превосходит двигатели других типов.

1 Общая характеристика синхронного вертикального двигателя

1.1 Назначение и область применения синхронного вертикального двигателя

Синхронный двигатель большой мощности экономически выгоднее, чем двигатель другого типа. Целесообразно применять его в качестве привода устройств, в местах стабильной нагрузки, где не требуются частые пуски и двигатель должен работать с постоянной частотой вращения, например: компенсаторы, насосы, воздухоустановки, нагнетатели.

Весьма удобно, когда электрическая машина удалена от центра питания, так как при питании такого синхронного двигателя можно регулировать реактивную мощность в узле и тем самым поддерживать постоянное напряжение.

В настоящее время в эксплуатации находится большое количество крупных вертикальных электродвигателей переменного тока. В ирригационных и оросительных системах, на насосных станциях городского и промышленного водоснабжения устанавливаются насосные агрегаты с вертикальными электродвигателями, преимущественно синхронными, мощностью от 500 до 25000 кВт.

Вертикальный синхронный двигатель ВДС-325/69-20, мощностью 7500 кВт и номинальным напряжением 10 кВ можно применять на насосных станциях городского и промышленного водоснабжения (см. рисунок 1).

Общий вид синхронного вертикального двигателя представлен на рисунке 2.

Рис. 1 - Насосная станция с синхронным двигателем

1

2

4

5

6

7

8

3

9

10

Рисунок 2 - Общий вид синхронного вертикального двигателя типа ВДС

1-верхний направляющий подшипник, 2-сегментный регулируемый подпятник, 3-маслоохладители, 4-грузонесущая крестовина, 5-обмотка статора, 6-сердечник статора, состоящий из пакетов, 7-сердечник полюса, на который наматывается обмотка возбуждения, 8-сварной корпус,

9-нижний направляющий подшипник, 10-нижняя крестовина.