1.2. Пуск синхронного двигателя

СД имеют предельно жесткие механические характеристики и для того, чтобы магнитные поля статора и ротора пришли во вза­имодействие, необходимо ротор разогнать до определенной "син­хронной" скорости.

Существует несколько способов пуска в ход СД: с помощью вспомогательного (разгонного) двигателя, частотный пуск и асин­хронный пуск.

Асинхронный пуск является в настоящее время основным ме­тодом пуска СД. В явнополюсных машинах в полюсные наконечники ротора закладывается специальная пусковая обмотка, аналогичная короткозамкнутой обмотке асинхронных двигателей. СД неявнополюсного типа специальной пусковой обмотки иногда не имеют. Её роль выполняют элементы конструкций ротора: тело ротора, клинья в пазах ротора, бандажи и др. Обмотка возбуждения СД при асин­хронном пуске должна быть замкнута накоротко или активное со­противление, величина которого выбирается порядка десятикратной величины активного сопротивления самой обмотки. Пуск СД с ра­зомкнутой обмоткой возбуждения не допускается, так как во вре­мя пуска в ней наводится весьма большое напряжение, которое мо­жет привести к пробою изоляции.

После подхода ротора к скорости вращения, близкой к синхронной (S=0,05), при aсинхронном пуске с активным сопротив­лением обмотка возбуждения подключается к возбудителю и осуществляется грубая синхронизация машины.

При асинхронном пуске с наглухо присоединенным возбудителем при скорости вращения, равной (0,5-0,7) в обмотке воз­буждения СД начинает протекать постоянный ток и машина втягива­ется в синхронизм. При этом могут наблюдаться несколько затуха­ющих качаний ротора при скорости, близкой к синхронной: чем ме­нее нагружен двигатель, тем легче он достигает синхронизма.

Процесс асинхронного пуска характеризуется следующими ве­личинами:

- пусковой момент при скольжении ;

- входной вращающий момент под которым понимается асинхронный момент при скольжении

- максимальный (опрокидывающий) вращающий момент , соответствующий максимальной мощности двигателя при синхронной скорости вращения, но­минальном напряжении и номинальном токе возбуж­дения.

1.3. Работа сд при постоянной нагрузке и изменении тока возбуждения

Рассмотрим работу СД при питании его от мощной сети ( , ) в случае неизменной нагрузки на валу двигателя ( )и изменения тока возбуждения ( ).

Магнитное поле в СД создается совместным действием МДС обмотки возбуждения и МДС обмотки якоря (статора). При измене­нии тока в обмотке возбуждения изменяется Э.Д.С. , что при­водит в конечном счете к изменению реактивного тока, замыкаю­щегося в контуре "сеть - СД." Так, увеличение тока возбуждения и перевозбуждение СД вызовет появление реактивного тока в обмот­ке статоре СД, который по отношению к напряжению сети имеет опережающий характер.

При уменьшении тока возбуждения и перевозбуждения машины реактивный ток в обмотке статора будет отставать от напряжения сети. Недовозбужденная машина по отношению к сети является индуктивностью и "потребует" из сети реактивную мощность. Реакция якоря в такой машине является подмагничивающей , реактивные токи в обмотке статора подмагничивают машину. В перевозбужден­ной же машине реакция якоря будет размагничивающей, а реактив­ные токи в обмотке статора размагничивают машину.

Зависимость тока статора от тока возбуждения при и называется - образной характеристикой рис. 2).

При увеличении тока возбуждения от минимального значения сначала ток в обмотке статора уменьшается, доходит до минимального значения, а затем возрастает. При максимальном значении тока в обмотке статора , в обмотке статора протекает чисто активный ток, а магнитное поле в машине создается только обмоткой возбуждения. При дальнейшем же увеличении тока воз­буждения перевозбужденная машина выдает в сеть реактивную мощность.

На рис.2 представлено семейство - образных характе­ристик, причем . Границы работы недовозбужденной мешины определяются ее статической устойчи­востью, а перевозбужденной - перегрузочной способностью. Каждой кривой соответствует свой минимальный ток возбуждения, определенный пределом статической устойчивости машины. В области перевозбуждения с увеличением тока возбуждения рост то­ка в статоре постепенно замедляется, что объясняется насыще­нием магнитной цепи машины.

Рис. 2. -образные характеристики синхронного двигателя