Ответы на контрольные вопросы №5

1. Конструкция синхронных двигателей.

В отличие от асинхронного двигателя частота вращения синхронного двигателя постоянная при различных нагрузках. Синхронные двигатели находят применение для привода машин постоянной скорости (насосы, компрессоры, вентиляторы).

В статоре синхронного электродвигателя размещается обмотка, подключаемая к сети трехфазного тока и образующая вращающееся магнитное поле. Ротор двигателя состоит из сердечника с обмоткой возбуждения. Обмотка возбуждения через контактные кольца подключается к источнику постоянного тока. Ток обмотки возбуждения создает магнитное поле, намагничивающее ротор.

Роторы синхронных машин могут быть явнополюсными (с явновыраженными полюсами) и неявнополюсными (с неявновыраженными полюсами). Сердечник явнополюсного ротора с выступающими полюсами. На полюсах размещены катушки возбуждения. Неявнополюсной ротор, представляющий собой ферромагнитный цилиндр. На поверхности ротора в осевом направлении фрезеруют пазы, в которые укладывают обмотку возбуждения.

2. Схема включения синхронного двигателя.

3. Механическая характеристика синхронного двигателя.

Синхронная угловая скорость (ω₀) СД определяется частотой питания статора (f₁) и числом пар его полюсов (р):

.    

Эта скорость остается постоянной при работе в установившемся режиме с ростом нагрузки на валу, не превышающей максимального момента Ммакс, определяемого параметрами и конструкцией СД.

Поэтому механическая характеристика СД имеет вид прямой линии, параллельной оси абсцисс при ω=ω₀=const. Если нагрузка на валу превышает значение Ммакс, то СД выходит из синхронизма и останавливается.

n

M

4. Угловая характеристика сд и ее уравнение.

У гловой характеристике - зависимости М=f(θ) и Р=f(θ). Углу θ между векторами U и E соответствует пространственный угол сдвига между осью результирующего магнитного поля СД и осью его полюсов (углу вылета), причем этот угол в р раз меньше угла θ (р - число пар полюсов).

P _эм ,М_эм

M_max

М_ном

θ_ном 90° 180°

5. Сфера применения сд.

СД применяют в установках средней и большой мощности (более 1000кВт), не требующих частых пусков, реверсирования и регулирования скорости. К ним относятся привода мощных насосов, компрессоров, вентиляторов, аэродинамических труб и т. д.

6. Способы пуска cд.

Для СД используют понятие пусковая обмотка. Они располагаются в пазах полюсных наконечников. С помощью пусковой обмотки осуществляется асинхронный пуск СД. Если включить в сеть двигателя без пусковой обмотки, то его ротор не сдвинется с места, бу дет только вибрировать. Это связано с тем, что ротор обладает большой механической инерцией, вращающийся момент которого изменяется относительно неподвижного ротора частотой 100Гц. При наличии пуска обмотки в сеть включается обмотка статора, обмотка возбуждения закорачивается на резистор с большим сопротивлением. При этом в пусковой обмотке индукцируются токи, также как и в короткозамкнутой обмотке АД и ротор постепенно разгоняется при скольжении около 5%. Обмотка возбуждения подключается к возбудителям. После чего ротор втягивается в синхронизм. Для СД возможно также применять частотный пуск. При этом обмотку статора подключают к сети через преобразователь частоты. Обмотка возбуждения подключена к возбудителям. Частота постепенно изменяется от 0 до 50Гц. Двигатель входит в синхронизм на малых частотах. Для возбуждения СД применяют тиристорные возбудители.