4.3. Принцип работы синхронного двигателя

Трехфазная обмотка статора синхронного двигателя подключается к питающей трехфазной цепи. Токи этой обмотки создают вращающее магнитное поле с частотой вращения . Обмотку возбуждения неподвижного ротора подключают к постоянному источнику питания. На токи этой обмотки со стороны поля статора действуют силы, создающие электромагнитный момент, направленный в сторону вращения магнитного поля, однако, этот момент не достаточен для того, чтобы сдвинуть ротор, то есть запустить двигатель. Если же предварительно до подключения обмотки возбуждения разогнать ротор до частоты , а затем подключить обмотку возбуждения, то поля статора и ротора начинают взаимодействовать. Магнитное поле обмотки возбуждения «сцепляется» с магнитным полем статор, и магнитное поле статора подтягивает ротор до своей скорости вращения . Таким образом, на валу ротора возникает электромагнитный вращающий момент.

4.4. Пуск синхронного двигателя

Д ля того, чтобы ротор разогнать до скорости вращения , используется асинхронный пуск синхронного двигателя. С этой целью ротор снабжается дополнительной короткозамкнутой пусковой обмоткой (ПО). ПО состоит из стержней, уложенных в полюсные наконечники ротора и замыкается с торцевых сторон накоротко (рис. 49).

Рис. 49. Расположение пусковой обмотки в явнополюсном двигателе

Пусковая обмотка аналогична короткозамкнутой обмотке асинхронного двигателя. Пуск синхронного двигателя осуществляется по схеме (рис. 50).

Обмотка возбуждения с помощью переключателя «П» замыкается на резистор . Обмотка статора подключается к трехфазной цепи. В результате взаимодействия вращающегося магнитного поля статора с короткозамкнутой пусковой обмоткой ротора, ротор приходит во вращение как асинхронный двигатель.

Когда скорость вращения ротора будет близка к скорости вращения магнитного поля, включается обмотка возбуждения за счет перевода переключателя «П» в другое положение.

Рис. 50. Схема пуска синхронного двигателя

Обмотка возбуждения подключается на резистор во время асинхронного пуска, чтобы исключить пробой изоляции от высокого напряжения при пуске двигателя. Амперметр «А» с нулевой шкалой посередине необходим, чтобы зафиксировать момент переключения и подключить обмотку возбуждения к источнику.

4.5. Шаговый синхронный двигатель

Шаговый двигатель – это электромеханическое устройство, преобразующее импульсы тока в линейные или угловые перемещения. Шаговые двигатели широко используются в дискретных системах автоматического управления в качестве импульсных исполнительных устройств. В этих двигателях каждому импульсу соответствует один шаг, в чем и проявляется их синхронность. Импульсы могут поступать непосредственно от вычислительного устройства, поэтому они используются в системах программного управления металлорежущих станков, лентопротяжных механизмов, в исполнительных устройствах, выполняющих задвижку трубопровода.