Рабочие характеристики синхронного двигателя

Работа синхронного двигателя характеризуется рабочими характеристиками (рис. 42), которые представляют собой зависимость частоты вращения ротора n2, потребляемой мощности P1, полезного момента M2, коэффициента мощности cos φ, КПД η и тока в обмотке статора I1 от полезной мощности двигателя P2 при f = const (рис. 33). Частота вращения ротора n2 всегда равна синхронной частоте n2, поэтому график n2 = f (P2) имеет вид прямой параллельной оси абсцисс. Потребляемая мощность P1 = P2 + ∑P, где ∑P - мощность потерь, поэтому с увеличением потерь она растёт быстрее полезной мощности P2 и график P1 = f (P2 ) имеет несколько криволинейный вид. Т. к. полезный момент M2 = P2/2πf, а рабочие характеристики снимаются при условии f = const, то график M2 = f (P2) имеет вид прямой, выходящей из начала координат. Вид графика cos φ = f (P2) зависит от вида настройки тока возбуждения. Обычно синхронные двигатели рассчитывают на работу при номинальной нагрузке с опережающим током и cos φ ≈ 0,8, что приводит к повышению номинальной мощности сети. Вид графика η = f (P2) имеет характер, общий для всех электрических машин. График I1 = f (P2) показывает, что с увеличением нагрузки навалу двигателя ток I1 растёт быстрее, чем потребляемая мощность P1.

Рис. 42. Рабочие характеристики синхронного двигателя.

Достоинства синхронных двигателей:

а) возможность работы при cos φ = 1, что приводит к улучшению cos φ энергосистемы;

б) постоянство частоты вращения независимо от механической нагрузки на валу;

в) малая чувствительность к колебаниям напряжения в сети.

Недостатки синхронных двигателей:

а) сложность конструкции и высокая стоимость;

б) сравнительная сложность пуска;

в) трудности с регулированием частоты вращения.

Опыт показывает, что синхронные двигатели наиболее целесообразно применять при мощности 200 кВт и выше.

3.3.4. Синхронные компенсаторы