Приведем
параметры неявнополюсной машины в относительных единицах:
=
;
=
;
=
.
Обозначим
- синхронное реактивное сопротивление
обмотки статора.
Из
сопоставления параметров машины следует, что , а
величиной активного сопротивления обмотки статора
можно
пренебречь. Тогда упрощенная схема обмотки статора принимает вид (рис. ).
Составим
для схемы рис. второй закон Кирхгофа
.
(1)
Векторная диаграмма, соответствующая уравнению (1), приведена на рис. .
При
работе машины в режиме двигателя вектор напряжения на статоре опережает вектор ЭДС
. Угол
между
векторами
и
называют
углом нагрузки. Он соответствует геометрическому углу между осью магнитного
потока ротора
и осью результирующего
магнитного потока
, деленному на число пар полюсов
ротора.
Пренебрегая
незначительными потерями мощности на нагрев обмотки статора, потерями в стали и
механическими потерями в машине, можно принять, что подводимая к СД мощность
равна полезной мощности на валу
или
,
(2)
где .
Отсюда
вращающий момент
.
(3)
Определим составляющие формулы (3).
Прямоугольные
треугольники abc и gbc (рис.
) имеют общий катет bc. Определим его длину. Из треугольника abc:
.
(4)
Из
треугольника gbc:
.
(5)
Сравнивая
(4) и (5), получим
.
(6)
Прямоугольные
треугольники abk и agk (рис.
) имеют общий катет ak. Из треугольника abk:
.
(7)
Из
треугольника agk:
.
(8)
Сравнивая
(7) и (8), получим
. (9)
Подставим
(6) и (9) в выражение для вращающего момента (3)
,
или
.
(10)
При
числе пар полюсов в формулу (10) следует
подставлять
.
Зависимость вращающего момента синхронного двигателя от угла нагрузки называется угловой характеристикой – рис. .
С
увеличением момента сопротивления на валу СД (от 0 до )
угол
возрастает. С увеличением угла нагрузки
растет и вращающий момент двигателя, что удовлетворяет требованию устойчивой
работы СД. При угле
вращающий момент достигает
максимума
.
(11)
При
требование устойчивости нарушается, так
как при увеличении нагрузки угол
продолжает расти, а
момент, развиваемый двигателем, падает, в результате чего двигатель выпадает из
синхронизма (останавливается).
Таким
образом, левая часть угловой характеристики () является
рабочей частью, а правая (
) является неустойчивой
частью характеристики.
Номинальному
моменту двигателя соответствует угол , что обеспечивает
кратность максимального момента
.
Существуют
синхронные двигатели с повышенной кратностью .
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.