Elektromechanische Eigenschaften von Synchronmotoren
Synchronmotoren werden in Industriebetrieben zum Antrieb von Sägewerken, Kompressor- und Lüfteraggregaten usw. eingesetzt, Motoren mit geringer Leistung werden in Automatisierungssystemen eingesetzt, wenn eine streng konstante Drehzahl erforderlich ist. Die mechanischen Eigenschaften des Synchronmotors sind absolut starr.
Das Drehmoment eines Synchronmotors hängt vom Winkel 0 zwischen den Achsen der Rotorpole und dem Statorfeld ab und wird durch die Formel ausgedrückt
wobei Mm der maximale Drehmomentwert ist.
Abhängigkeit M = f (θ) Wird als Winkelcharakteristik einer Synchronmaschine bezeichnet (Abb. 1). Der Motorbetrieb ist im Anfangsabschnitt der Winkelkennlinie stabil; Funktioniert normalerweise bei θ nicht mehr als 30 – 35 °. Mit zunehmender Stabilität nimmt sie am Grenzpunkt B der Kennlinie (θ = 90О) ab, ein stabiler Betrieb wird unmöglich; Das der Stabilitätsgrenze entsprechende Moment wird als maximales (Kipp-)Moment bezeichnet.
Reis. 1. Winkelcharakteristik eines Synchronmotors
Wenn der Synchronmotor über Mm belastet wird, gerät der Motorrotor aus der Synchronität und stoppt, was einen Notmodus für die Maschine darstellt. Das Nenndrehmoment des Motors ist 2-3 mal geringer als das Kippdrehmoment. Das Motordrehmoment ist proportional zur Spannung. Synchronmotoren reagieren empfindlicher auf Spannungsschwankungen als Induktionsmotoren.
Die Anlaufeigenschaften eines Synchronmotors werden nicht nur durch das eingestellte Anlaufdrehmoment charakterisiert, sondern auch durch die Größe des Eingangsdrehmoments Mvx, das der Motor bei einem Schlupf von 5 % aus der Einbeziehung von Gleichstrom in die Erregerwicklung des Motors entwickelt Motor. Das Vielfache des Anlaufdrehmoments beträgt 0,8–1,25, und das Eingangsdrehmoment liegt in der Größenordnung nahe am Anlaufdrehmoment eines Synchronmotors.
Relativ die Komplexität des Startens von Synchronmotoren und ein relativ hoher Preis automatische Kontrollgeräte ihre Verwendung in der Industrie einschränken.
Wenn die Synchronmaschine im Leerlauf läuft (Winkel θ = 0), dann sind die Vektoren der Netzspannung U und der EMK E0 in der Ankerwicklung gleich und gegenphasig. Durch die Erhöhung des Stroms in der Polfeldwicklung kann es zu einer Übererregung der Maschine kommen. In diesem Fall überschreitet die EMK E0 die Netzspannung U, es entsteht ein Strom in der Ankerwicklung
wobei E die resultierende EMF ist; xc ist der induktive Widerstand der Ankerwicklung (der Wirkwiderstand der Wicklung wird bei einer qualitativen Beurteilung der Betriebsart der Maschine meist vernachlässigt).
Der Ankerstrom I verschiebt die resultierende EMF E um einen Winkel von 90 ° und weist gegenüber dem Netzspannungsvektor einen Voreil von 90 ° auf (das gleiche wie beim Anschluss von Kondensatoren an das Netz). Maschine arbeitet mit Übererregung, kann z Blindleistungskompensation, eine solche Maschine wird als Synchronkompensator bezeichnet.