Конспект лекций по курсу “Электрический привод”, страница 51

Из выражения (9.2.4) следует, что по мере увеличения нагрузки синхронного двигателя угол нагрузки увеличивается и момент двигателя достигает максимума M_max при , как изображено на рис.9.2.3 а). Максимальный момент синхронного двигателя зависит от напряжения питания U и от тока возбуждения I_f

,                                                                                 (9.2.5)

где K_f – коэффициент.

Исходя из (9.2.5), в большинстве систем автоматического регулирования предусматривается форсированное возбуждение двигателей при приложении ударной нагрузки или снижении напряжения питания.

В неявнополюсных синхронных двигателях, кроме основного момента, обусловленного полем возбуждения, возникает так называемый реактивный момент, обусловленный несимметрией ротора, различием индуктивных сопротивлений по осям d и q.

Активная и реактивная составляющие момента явнополюсного синхронного двигателя образуют результирующий момент

.                                      (9.2.6)

Угловая характеристика явнополюсного синхронного двигателя изображена на рис.9.2.3 б).

                             а)                                                   б)

Рис.9.2.3 Угловые характеристики неявнополюсного и явнополюсного синхронных двигателей

В синхронных машинах традиционного исполнения X_d>X_q и максимальное значение момента M_max возникает при углах θ<p/2. В синхронных машинах с постоянными магнитами X_d<X_q, поэтому максимальное значение момента M_max возникает при углах θ>p/2.

При расчетах и анализе электромеханических процессов в синхронных машинах используются схемы замещения по осям d и q. Ось d является осью обмотки возбуждения. Ось q перпендикулярна оси d. Эти оси вращаются вместе с ротором. Токи трехфазной обмотки статора проектируются на вращающиеся оси d и q. Проекции токов i_d и i_q рассматриваются как токи реакции якоря (по аналогии с машинами постоянного тока). Обмотка возбуждения и демпферные системы по осям d и q приводятся к обмотке статора (как в трансформаторах и асинхронных машинах). При этом по осям d и q синхронную машину можно представить схемами замещения, изображенными на рис.9.2.4.

Рис.9.2.4 Схемы замещения синхронного двигателя

В схемах рис.9.2.4: L_s – индуктивность рассеяния обмотки статора, R – активное сопротивление обмотки статора, L_ad, L_aq – индуктивности намагничивания по продольной и поперечной осям, L_эd, L_эq – индуктивности рассеяния эквивалентных демпферных систем, R_эd, R_эq – активные сопротивления эквивалентных демпферных систем, L_f – индуктивность рассеяния обмотки возбуждения, R_f – активное сопротивление обмотки возбуждения, u_f, i_f – напряжение и ток возбуждения.

Параметры синхронных двигателей задаются обычно в соответствии с рассмотренными схемами замещения. Наиболее употребительными являются следующие величины.

Сверхпереходные индуктивности

                                                        (9.2.7)