24. Caracteristicile mecanice și unghiulare ale motoarelor sincrone
Motoarele sincrone sunt introduse pe scară largă în industria construcțiilor, aplicându-le pentru a conduce mașini de medie și mare putere care nu necesită reglarea vitezei: compresoare, pompe, concasoare de piatră, excavatoare.
Motorul sincron are o viteză constantă de rotație, prin urmare caracteristica sa mecanică este o linie dreaptă paralelă cu axa abscisă. În cadranul sistemului de coordonate, acesta caracterizează sistemul motor, iar în cadran - modul generator (Figura 35, a).
Fig. 35. Caracteristicile mecanice și unghiulare ale motorului sincron a - caracteristică mecanică; b - caracteristică unghiulară
Motorul sincron are o caracteristică mecanică absolut rigidă. Cu toate acestea, momentul său nu poate avea o semnificație infinit de mare. La o anumită valoare maximă sau maximă a cuplului de sarcină, motorul sincron părăsește funcționarea sincronă stabilă și se oprește.
Motorul sincron poate funcționa, de asemenea, ca generator cu ieșire de energie în rețea la o viteză sincronă, atunci când cuplul de sarcină pe arborele său va avea o valoare negativă. Acest mod este utilizat în motoarele de rețea ale grupului de convertoare al sistemului GD. În scopul frânării, un astfel de regim nu are valoare practică, deoarece este imposibil să se obțină o reducere a vitezei.
Frânarea motoarelor sincrone prin anti-activare practic nu este aplicată datorită unor jolte mari ale echipamentelor de control curente și complicate. În schimb, se folosește de obicei frânarea dinamică.
Atunci când motorul sincron este frânat dinamic, se aplică un curent constant la inelele rotorului, iar înfășurarea statorului este închisă de o rezistență. Caracteristicile mecanice ale motorului sincron în acest mod vor fi similare cu caracteristicile unui motor asincron cu frânare dinamică.
Motoarele sincrone moderne au în plus față de o bobină normală de lucru alimentată de un curent direct, de asemenea o bobină specială de scurtcircuit de pornire-bici. Cu ajutorul acestei înfășurări, motorul este pornit ca o asincronă, prin urmare, în modurile de pornire are o caracteristică asincronă.
Deși motorul sincron este masina ceva mai complexă decât motorul asincron cu rotor co-rotkozamknutym (datorită prezenței inelelor excitatoare și aparate perie primul), cu toate acestea, este utilizat pe scară foarte largă, prin înlocuirea motorului de inducție. Aceasta se explică în principal prin faptul că motorul sincron poate funcționa cu cos φ, dând rețelei puterea reactivă necesară pentru a conduce mașini și transformatoare asincrone. Aceasta mărește cos φ întreaga întreprindere în ansamblu și reduce puterea dispozitivelor compensatoare. Cu o putere considerabilă a motoarelor sincrone în această instalație electrică, dispozitivele de compensare pot fi complet abandonate. Eficiența motoarelor sincrone și fiabilitatea lor este mai mare decât cea a motoarelor asincrone, datorită creșterii diferenței dintre stator și rotor și sensibilității mai scăzute la modificările sursei de tensiune. Ultima circumstanță este cauzată de faptul că momentul motorului de inducție este proporțional cu pătratul tensiunii de rețea, iar momentul sincron este primul grad de tensiune.
Pentru a reduce magnitudinea curenților de pornire și căderea de tensiune asociată, în special în rețelele cu putere redusă, motoarele sincrone sunt de obicei pornite prin reactor și, în unele cazuri, printr-un autotransformator. Limitarea curenților de pornire protejează înfășurările motoarelor de încărcările dinamice crescute care apar în timpul conectării directe la rețea.
Puterea activă a unor astfel de consumatori pentru valorile date ale curentului și tensiunii depinde de cosφ:
P = UICosφ, I = P / UCosf
O scădere a factorului de putere conduce la o creștere a curentului. Cosinul fi este deosebit de redus atunci când motoarele și transformatoarele funcționează în gol sau când există o mare încărcare. Dacă există un curent reactiv în rețeaua generatorului, stațiile și rețelele de transformare nu sunt pe deplin utilizate. Cu o scădere a cosului, pierderile de energie pentru firele de încălzire și bobinele aparatelor electrice sunt în mod semnificativ sporite.
Factorul de putere arată modul în care se folosește puterea nominală a sursei.
În consecință, creșterea factorului de putere crește gradul de utilizare a puterii generatoarelor.
Pentru a crește factorul de putere (cosφ) al instalațiilor electrice, se folosește compensarea puterii reactive.
Creșterea factorului de putere (scăderea unghiului φ - schimbarea de fază a curentului și a tensiunii) se poate realiza în următoarele moduri:
1) înlocuirea motoarelor de joasă tensiune cu motoare cu putere redusă,
2) scăderea tensiunii
3) oprirea motoarelor și a transformatoarelor care funcționează la ralanti,
4) includerea în rețeaua de dispozitive speciale de compensare, care sunt generatoarele curentului avansat (capacitiv).
În cazul substațiilor regionale puternice, în acest scop sunt instalate special compensatoare sincrone - motoare electrice sincrone supraexcitate.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: