Исполнительные асинхронные двигатели. Схемы замещения и параметры двухфазных исполнительных асинхронных двигателей. Вращающий момент двухфазного исполнительного асинхронного двигателя. Характеристики исполнительных асинхронных двигателей. Вращающиеся трансформаторы. Универсальные коллекторные двигатели и преобразователи. Синхронные машины общего применения. Синхронные двигатели для систем автоматики, страница 31

При построении векторной диаграммы двигателя учитывают, что по второму закону Кирхгофа приложенное к двигателю напряжение  в любой момент времени уравновешивается совокупностью противо ЭДС двигателя:

                         (12.2)

Причем, параметры cosφ(φ > 0), x_q x_dпредполагают заданными. Векторная диаграмма синхронного двигателя приведена на рис. 12.14. Под углом φ к вектору тока откладывают вектор напряжения. который уравновешивается

Складывая  векторы  и с вектором , получим вектор ЭДС - . Следует отметить, что при индуктивном характере нагрузки ( φ > 0) и cosφ = const реакция якоря размагничивает генератор и намагничивает двигатель. Это объясняется тем, что ток, а стало быть, и создаваемая им ЭДС реакции якоря ориентированы противоположно относительно ЭДС    создаваемой в генераторе и двигателе основным потоком I О работе синхронного двигателя судят по рабочим характеристикам: п, М, η,  при U= const, f= const, I_b = const (рис. 12.15, а, б). Частота вращения  при всех режимах. Вращающий момент Момент холостого хода М_о = const. а полезный моментизменяется пропорционально полезной мощности, и зависимость  изображают прямой линией

Зависимостьимеет обычный для всех электрических машин характер. КПД почти постоянен в пределах изменения нагрузки от 0.5 P_2ном до P_в2ном

Характер изменения(рис. 12.15,б) зависит от того, какое установлено возбуждение двигателя. Если подрегулировать ток возбуждения так, что при холостом ходе cosφ = 1 (кривая 1), то при на грузке для получения cosφ = 1 необходимо повысить ток возбуждения. Но так как по условию I_В = const, то при нагрузке получится режим недовозбуждения, при котором появятся реактивные токи, отстающие от

Если cosφ = 1 при номинальной нагрузке (кривая 2), то при недогрузке двигатель потребляет из сети реактивные (емкостные) опережающие [cos(-φ)], а при перегрузке - отстающие (индуктивные) токи. Для возможно меньшего изменения cosφ устанавливают нормальное возбуждение (cosφ = 1) при нагрузке, равной 0.5P_2ном (кривая 3).

§ 12.7. Электромагнитная мощность и вращающий момент синхронных двигателей

Если пренебречь активным сопротивлением обмотки статора, то потребляемая двигателем из сети активная мощность приближенно равна электромагнитной мощности P_эм:

 (12.3)

Из векторной диаграммы (см. рис. 12.14) приопределяем

                                 (12.4)

Подставив (12.4) в (12.3), получим

где P_осн ,P_доп - основная и дополнительная электромагнитные мощности. Электромагнитный момент синхронного двигателя

                      (12.5)

где  М_осн,  М_доп-основной и дополнительный вращающие моменты. Электромагнитный момент складывается из двух составляющих. Взаимодействие поля ротора с полем статора создает основную составляющую

                                             (12.6)

Дополнительная составляющая момента М_доп возникает при х_q ≠ х_d вследствие искривления поля реакции якоря. Эту составляющую называют реактивным  моментом.  Реактивный (дополнительный) момент

                                     (12.7)

§ 12.8. Асинхронный пуск синхронных двигателей

Как указывалось, синхронные двигатели выполняют явнополюсными, и полюсные башмаки которых закладывают специальную пусковую обмотку.

При асинхронном пуске напряжение, подводимое к  синхронному двигателю, понижают с помощью реакторов (индуктивных сопротивлении) или автотрансформаторов до (l/2-l/3U_ном, реже производят прямое включение на полное напряжение сети (рис. 12.16). Данный способ пуска сводится к следующему. Под действием подведенного напряжения в статоре возникает магнитное поле, вращающееся с синхронной частотой. Во избежание перенапряжений обмотка ротора должна быть замкнута на пусковой реостат R_псопротивление которого превышает активное сопротивление обмотки в 10-15 раз. Последовательность пуска следующая: сначала замыкают переключатель П₁и выключатель В_1, затем переключатель ставят в положение П₂ и замыкают В₂, отключая В₁