Карактеристике и почетна својства синхроних мотора

Механичка карактеристика синхроног мотора има облик хоризонталне праве линије, односно његова брзина ротације не зависи од оптерећења (слика 1, а). Са повећањем оптерећења повећава се угао θ — угао између вектора напона мреже Уц и ЕМФ намотаја статора Е0 (слика 1, б).

Из векторског дијаграма можете извести формулу за електромагнетни момент

М = (м1/ω1)(У1Е0 / к1) синθ,

где је м1 - број фаза статора; ω1 — угаона брзина поља статора; У1 — напон статора; Е0 — ЕМФ индукована у намотају статора; НС1 — индуктивни отпор намотаја статора; θ — угао између вектора сила магнетизирања статора и ротора. Из ове формуле следи да се момент мења у зависности од оптерећења по синусоидном закону (слика 1, ц).
Угао без оптерећења θ = 0, тј. напон и емф су у фази. То значи да се поље статора и роторско поље поклапају у правцу, односно да је просторни угао између њих једнак нули.

Пиринач. 1.Карактеристике (а, б) и векторски дијаграм (6) синхроног мотора: И — струја статора; р1 — активни отпор намотаја статора; к1 — индуктивни отпор створен струјом цурења и струјом арматуре

Како се оптерећење повећава, обртни момент расте и достиже критичну максималну вредност на θ = 80 ° (крива 1), коју је мотор у стању да створи при датом напону мреже и струји поља.

Обично је називни угао θброј (25 ≈ 30)°, који је три пута мањи од критичне вредности, па је капацитет преоптерећења мотора Ммак / Мном = 1,5 + 3. Већа вредност се односи на моторе са имплицитно израженим половима ротор, а мањи - са израженим. У другом случају, карактеристика (крива 2) има критични момент на θ = 65 °, који је узрокован утицајем реактивног момента.

Да се ​​мотор не би синхронизовао при преоптерећењу или смањењу мрежног напона, могуће је привремено повећати струју побуде, односно користити принудни режим.

Са равномерном ротацијом, почетни намотај не утиче на рад мотора. При промени оптерећења мења се угао θ, што је праћено повећањем или смањењем брзине. Тада почетни намотај почиње да игра улогу стабилизације. Асинхрони обртни момент који настаје у њему изглађује флуктуације у брзини ротора.

Синхрони мотор карактеришу следећа почетна својства:

• Аз* н = АзНС //Азном — вишекратник почетне струје која тече кроз статор у почетном тренутку стартовања;
• М * н = Мн / Мном — вишекратник стартног момента, који зависи од броја шипки стартног намотаја и од њиховог активног отпора;
• М * ин = МВх / Мном — скуп улазног обртног момента који развија мотор у асинхроном режиму пре него што се повуче у синхронизацију при клизању с = 0,05;
• М * мак = Ммак / Мнои — скуп максималног обртног момента у синхроном режиму мотора;
• У* н = Ун • 100 /У1 — најмањи дозвољени напон статора при покретању,%.

Синхрони електрични погон се користи у инсталацијама које не захтевају често покретање и контролу брзине, на пример за вентилаторе, пумпе, компресоре. Синхрони електромотор има већу ефикасност од асинхроног, може да ради са пренабуђењем, тј. са негативним углом φ, дакле компензујућа индуктивна снага другим корисницима.

Иако је синхрони мотор сложенијег дизајна, захтева извор једносмерне струје и има клизне прстенове, показало се да је исплативији од индукционог мотора, посебно за покретање моћних механизама.