>
Недоліками синхронних двигунів є:
а) складність конструкції;
б) порівняльна складність пуску в хід;
в) труднощі з регулюванням частоти обертання, яке можливо тільки шляхом зміни частоти живлячої напруги.
Зазначені недоліки синхронних двигунів роблять їх менш вигідними, ніж асинхронні двигуни, при обмежених потужностях до 100 кВт. Однак при більш високих потужностях, коли особливо важливо мати високий cosП† і зменшені габаритні розміри машини, синхронні двигуни переважніше асинхронних.
1.14 Пуск в хід синхронного двигуна
Метод асинхронного пуску . Синхронний двигун не має початкового пускового моменту. Якщо його підключити до мережі змінного струму, коли ротор нерухомий, а по обмотці збудження проходить постійний струм, то за один період зміни струму електромагнітний момент буде двічі змінювати свій напрям, тобто середній момент за період буде дорівнює нулю. За цих умов двигун не зможе прийти в обертання, так як ротор його, що володіє певною інерцією, не може бути протягом одного напівперіоду розігнаний до синхронної частоти обертання. Отже, для пуску в хід синхронного двигуна необхідно розігнати його ротор за допомогою зовнішнього моменту до частоти обертання, близької до синхронної.
В даний час для цієї мети застосовують метод асинхронного пуску. При цьому методі синхронний двигун пускають в хід як асинхронний, для чого його постачають спеціальної короткозамкненою пусковий обмоткою, виконаною за типом білячої клітини. Зазвичай цю клітку виготовляють з латуні з метою збільшення опору стрижнів При включенні трифазної обмотки якоря в мережу утворюється обертове магнішое поле, яке, взаємодіючи з струмом I п у пусковий обмотці (мал. 1.48, а ), створює електромагнітні сили F і захоплює за собою ротор. Після розгону ротора до частоти обертання, близької до синхронної, постійний струм, що проходить по обмотці збудження, створює синхронізуючий момент, який втягує ротор в синхронізм.
В
Рис. 1.48 - Пристрій пусковий обмотки синхронного двигуна (а) і схеми його асинхронного пуску (б, в): 1-обмотка збудження, 2 - пускова обмотка, 3 - ротор, 4 - обмотка якоря, 5-резистор, 6 - якір збудника, 7 - кільця і щітки
В даний час застосовують дві основні схеми пуску синхронного двигуна. При схемі, зображеній на рис. 1.48, б , обмотку збудження спочатку замикають на резистор, опір якого r доб в 8-12 разів перевищує активний опір r в обмотки збудження. Після розгону ротора до частоти обертання, близької до синхронної (при s = 0,05), обмотку збудження відключають від гасящего опору і підключають до джерела постійного струму (збудника), внаслідок чого ротор втягується в синхронізм. Здійснити пуск двигуна з розімкнутої обмоткою збудження не можна, так як під час розгону ротора при s > 0 в ній индуктируется обертовим магнітним полем е. д. с.
,
де Ф m -амплітуда магнітного потоку обертового поля; П‰ в - число витків обмотки збудження; f 2 = f 1 s -частота зміни струму в обмотці збудження.
У початковий момент пуску при s ≈ 1 через великої кількості витків П‰ в обмотки збудження е.р.с. Е в може досягати досить великої величини і викликати пробою ізоляції.
При схемі, зображеній на рис. 1.48, в, обмотка збудження постійно підключена до збудника, опір якого по порівняно з опором r в вельми мало, тому цю обмотку в режимі асинхронного пуску можна вважати замкнутої накоротко. З зменшенням ковзання до s = 0,3 4-0,4 збудник збуджується і в обмотку збудження подається постійний струм, який забезпечує при s ≈ 0,05 втягування ротора в синхронізм.
Різниця пускових схем обумовлено тим, що не у всіх випадках може бути застосована більш проста схема з постійно підключеною до збудника обмоткою збудження (рис. 1.48, в), так як вона має гірші пускові характеристики, чим складніша схема, наведена на рис. 1.48, б. Головною причиною погіршення пускових характеристик є виникнення одноосного ефекту - впливу струму, индуктируемого в обмотці збудження при пуску, на характеристику пускового моменту.
Для аналізу цього явища припустимо спочатку, що в двигуні відсутня пускова обмотка, а обмотка збудження замкнута накоротко. В результаті при асинхронному пуску двигуна в обмотці збудження индуктируется е.р.с. з частотою f 2 = f 1 s і по обмотці проходить змінний струм, що створює пульсуюче магнітне поле (обмотка збудження в цьому випадку є однофазної обмоткою перемінного струму). Пульсуюче магнітне поле можна розкласти на дві складові: пряме і зворотне обертові магнітні поля ротора, я...
