Ответы на экзаменационные вопросы № 1-57 по дисциплине "Электропривод" (Электропривод, структурная схема, составные части. Расчет мощности и выбор типа двигателя), страница 23

Из (11) следует, что:
              1) Максимальный момент СД пропорционален напряжению сети . Это обстоятельство является ценным свойством СД, поскольку он оказывается менее чувствительным к колебаниям напряжения сети, чем асинхронный двигатель (у последнего максимальный момент пропорционален квадрату напряжения).
             2) Максимальный момент СД пропорционален току возбуждения (ротора) , при условии, что магнитная система не насыщена. Действительно, . Это делает возможным регулирование вращающего момента путем изменения тока возбуждения . Так, при увеличении нагрузки или снижении напряжения сети ток возбуждения (с целью сохранения ) следует увеличивать.

             3) Максимальный момент СД, а следовательно, и максимальная мощность машины  обратно пропорциональны синхронному реактивному сопротивлению . Последнее, в свою очередь, обратно пропорционально величине воздушного зазора между статором и ротором. Для увеличения максимальной мощности машины зазор выполняют существенно большим, чем следует из конструктивных соображений (чтобы ротор не задевал статор).

Большой воздушный зазор является достоинством машины, так как в этом случае свойства СД мало зависят от износа подшипников и неточности монтажа ротора. Также из-за большого зазора потери в стали ротора (на вихревые токи и гистерезис) меньше, чем у асинхронных двигателей.

46. Вопрос

Вращающий момент и угловая характеристика

явнополюсного синхронного двигателя

У машины с явновыраженными полюсами ось полюсов ротора принято называть продольной осью d,  а ось, перпендикулярную у ней – поперечной осью q. Магнитный поток статора  из-за неравномерности воздушного зазора разлагают на продольную  и поперечную  составляющие
                                              .

Продольный поток наводит в обмотке статора продольную составляющую ЭДС самоиндукции
                                                    ,                                                  (12)
а поперечный -
                                                    .                                                     (13)

В формулах (12) и (13)  и  - синхронные реактивные сопротивления статора по продольной и поперечной осям,  ,   - составляющие тока статора по соответствующим осям.

Поскольку воздушный зазор по продольной оси намного меньше зазора по поперечной, то поток , и соответственно синхронное сопротивление .

Векторная диаграмма для явнополюсного СД приведена на рис. .

Опуская промежуточные выкладки, приведем выражение угловой характеристики явнополюсного СД
                         .                         (14)

При числе пар полюсов  в формулу (14) следует подставлять .

Первое слагаемое в выражении (14) – основной момент , который пропорционален напряжению сети  и току возбуждения .

Второе слагаемое – реактивный момент , который пропорционален квадрату напряжения  и не зависит от тока возбуждения .

Возникновение  обусловлено различием магнитных сопротивлений магнитопровода по продольной и поперечной осям. Другими словами, возникновение  обусловлено магнитным притяжением поля статора явновыраженных полюсов ротора. При этом ротор стремится повернуться в положение, при котором вращающийся магнитный поток статора испытывает минимальное магнитное сопротивление.

47. Вопрос

Синхронный двигатель как генератор реактивной мощности

Значение тока возбуждения  влияет не только на величину вращающего момента синхронного двигателя, но и на его способность либо потреблять, либо генерировать реактивную мощность.

Пусть в установившемся режиме момент сопротивления, а соответственно и вращающий момент СД постоянны
                                               .

Учитывая выражение для вращающего момента

                                       ,
получим
                                                 .                                                          (1)

Поскольку момент постоянен, то и потребляемая от сети активная мощность также постоянна
                                       ,
откуда
                                               .                                                           (2)