Т - понижуючий трансформатор.
Принцип регулювання:
При збільшенні навантаження I напруга U падає (по зовнішній характеристиці), але при цьому струм Iу зростає, що призводить до збільшення струму збудника Iв і до збільшення магнітного потоку F, ЕРС і напруги U.
Пристрій
Основними частинами синхронної машини є якір і індуктор. Найбільш частим виконанням є таке виконання, при якому якір розташовується на статорі, а на відокремленому від нього повітряним зазором роторі знаходиться індуктор.
Якір являє собою одну або декілька обмоток змінного струму. У двигунах струми, що подаються в якір, створюють обертове магнітне поле, яке зчіплюється з полем індуктора, і таким чином відбувається перетворення енергії. Поле якоря впливає на полі індуктора і називається тому також полем реакції якоря. У генераторах поле реакції якоря створюється змінними струмами, індукованими в обмотці якоря від індуктора.
Індуктор складається з полюсів - електромагнітів постійного струму [1] або постійних магнітів (у мікромашину). Індуктори синхронних машин мають дві різні конструкції: явнополюсную або неявнополюсними. Явнополюсная машина відрізняється тим, що полюса яскраво виражені і мають конструкцію, схожу з полюсами машини постійного струму. При неявнополюсними конструкції обмотка збудження укладається в пази сердечника індуктора, вельми схоже на обмотку роторів асинхронних машин з фазним ротором, з тією лише різницею, що між полюсами залишається місце, незаповнене провідниками (так званий великий зуб). Неявнополюсними конструкції застосовуються в швидкохідних машинах, щоб зменшити механічне навантаження на полюса.
Для зменшення магнітного опору, тобто для поліпшення проходження магнітного потоку застосовуються феромагнітні сердечники ротора і статора. В основному вони являють собою шіхтованного конструкцію з електротехнічної сталі (тобто набрану з окремих листів). Електротехнічна сталь володіє рядом цікавих властивостей. У тому числі вона має підвищений вміст кремнію, щоб підвищити її електричний опір і зменшити тим самим вихрові струми.
Принцип дії
Принцип дії синхронного двигуна заснований на взаємодії обертового магнітного поля якоря і магнітного поля полюсів індуктора. Зазвичай якір розташований на статорі, а індуктор - на роторі. У потужних двигунах в якості полюсів використовуються електромагніти (струм на ротор подається через ковзний контакт щітка - кільце), в малопотужних - постійні магніти. Існує звернена конструкція двигунів, в якій якір розташований на роторі, а індуктор - на статорі (у застарілих двигунах, а також в сучасних кріогенних синхронних машинах, в яких в обмотках збудження використовуються надпровідники.)
Запускдвигуна. Двигун вимагає розгону до частоти, близькою до частоти обертання магнітного поля в зазорі, перш ніж зможе працювати в синхронному режимі. При такій швидкості обертове магнітне поле якоря зчіплюється з магнітними полями полюсів індуктора (якщо індуктор розташований на статорі, то виходить, що обертове магнітне поле обертового якоря (ротора) нерухомо щодо постійного поля індуктора (статора), якщо індуктор на роторі, то магнітне поле обертових полюсів індуктора (ротора) нерухомо щодо обертового магнітного поля якоря (статора)) - це явище називається вхід в синхронізм .
Для розгону зазвичай використовується асинхронний режим, при якому обмотки індуктора замикаються через реостат або накоротко, як в асинхронної машині, для такого режиму запуску в машинах на роторі робиться короткозамкнутая обмотка, яка також виконує роль заспокійливої ??обмотки, устраняющей розгойдування ротора при синхронізації. Після виходу на швидкість близьку до номінальної ( gt; 95%) індуктор заживлюємо постійним струмом.
У двигунах з постійними магнітами застосовується зовнішній розгінний двигун.
Часто на валу ставлять невеликий генератор постійного струму, який живить електромагніти.
Також використовується частотний пуск, коли частоту струму якоря поступово збільшують від 0 до номінальної величини. Або навпаки, коли частоту індуктора знижують від номінальної до 0, тобто до постійного струму.
Частота обертання ротора [об/хв] залишається незмінною, жорстко пов'язаної з частотою мережі [Гц] співвідношенням:
,
де - число пар полюсів ротора.
Синхронні двигуни при зміні збудження змінюють імпеданс з ємнісного на індуктивний. Перезбуджені СД на холостому ходу застосовують як компенсаторів реактивної потужності. Синхронні двигуни в промисловості зазвичай застосовують при одиничних потужностях понад 300 кВт, при менших...
