Рабочие характеристики синхронного двигателя (рис. 4.12) представляют собой зависимости частоты вращения n1 потребляемого тока I1, полезного момента М2, и коэффициента мощности , от полезной мощности Р2 при неизменных напряжении U1, частоте сети f1 а также величине тока возбуждения IB.
Большой интерес представляет возможность повышения коэффициента мощности синхронного двигателя изменением тока в обмотке возбуждения. В процессе работы синхронного двигателя в обмотке статора наводится э. д. с. Е1 величина которой приблизительно равна напряжению U1. При неизменном напряжении U1 можно считать, что э. д. с. Е1 также неизменна: . Э. д. с. наводится результирующим магнитным потоком машины Ф, который в синхронной машине создается совместным действием двух м. д. с.: обмотки возбуждения и обмотки статора , и при работе машины практически не изменяется.
Следовательно, если изменять м. д. с. возбуждения , то м. д. с. статора будет также изменяться, ибо их сумма должна остаться неизменной: . Иными словами, если постепенно увеличивать ток возбуждения, то м. д. с. будет возрастать, а – уменьшаться. Уменьшение может произойти лишь за счет уменьшения I1, а точнее – его реактивной (индуктивной) составляющей – намагничивающего тока, так как число витков обмотки статора остается неизменным. Уменьшение реактивной составляющей тока I1 вызовет повышение коэффициента мощности . Постепенно увеличивая ток возбуждения, можно добиться такого положении, когда ток I1 не будет иметь реактивной составляющей, т. е. станет чисто активным. В этом случае коэффициент мощности двигателя . При дальнейшем увеличении тока возбуждения (при перевозбуждении), когда магнитный поток возбуждения Ф, становится больше, чем это необходимо для наведения э. д. с. E1 в составе тока вновь появится реактивная составляющая.
|
|
Рис. 4.12. Рабочие характеристики синхронного двигателя
Однако теперь эта составляющая тока является размагничивающей, т. е. она опережает по фазе напряжение U1 (емкостный ток). Это, как и при недовозбуждении, приводит к уменьшению двигателя.
Зависимость I1 от тока возбуждения для различных значений нагрузки Р2 представлена U -образными кривыми синхронного двигателя (рис. 4.13). Ток возбуждения IВ.Н. соответствует коэффициенту мощности двигателя . При значениях тока возбуждения IВ. < IВ.Н или IВ. > IВ.Н коэффициент мощности .
Рис. 4.13. U – образные характеристики синхронного двигателя
При недовозбуждении (IВ.< IВ.Н) двигатель работает с отстающим током, т. е. для сети является индуктивностью, а при перевозбуждении (IВ.> IВ.Н) – с опережающим током, т. е. для сети является емкостью.
|
|
Возможность изменения , синхронных двигателей с электромагнитным возбуждением за счет изменения тока возбуждения является весьма ценным качеством.