Технологія монтажу, ремонту та правила технічного обслуговування синхронних двигунів (стр. 4 из 8)
Здатнісь до перевантаженння синхронного двигуна оцінюється відношенням:
,яке при значенні кута
складає відповідно 4-2.Оскільки обертовий момент синхронного двигуна прямо пропорційний напрузі на затискачах обмотки статора в першій степені, а оборотний момент асинхронного двигуна – квадрату напруги, то синхронні двигуни менш чутливі до зміни напруги в мережі живлення, ніж асинхронні.
Збільшення струму збудження синхронного двигуна викликає зріст ЕРС Ех і підвищує стійкість роботи, так як при цьому збільшується максимальний момент, а, відповідно, кутова характеристика розміщується над кутовою характеристикою, яка відповідає за номінальне збудження.
Механічна характеристика синхронного двигуна
в межах від холостого ходу не тільки до номінального навантаження, але і до граничної короткочасно допустимої перенапруги представляє собою пряму паралельну осі абсцис.Робочі характеристики синхронного двигуна представляють собою залежності швидкості обертання
, оборотного моменту М, струму І, коефіцієнта потужності 
, ККД 
від корисної потужності на валу машини 
за умови, що напруга u, частота f і струм збудження Ів залишаються незмінними. Для підтримки коефіцієнта потужності на заданому рівні при зміні навантаження на валу двигуна треба регулювати струм збудження в повній відповідності з регулювальною характеристикою 
, яка відповідає заданому значенню коефіцієнта потужності 
при незмінних значеннях напруги u і частоти f.Синхронні двигуни зазвичай працюють в режимі перезбудження, ціллю яких є компенсація реактивної потужності паралельно ввімкнених з ними асинхронних двигунів. При цьому синхронні двигуни, які працюють з 50 %-вим навантаженням на валу, експлуатуються при коефіцієнті потужності
, а при навантаженні 100 % при 
і 
.Орієнтовно повну потужність синхронної машини, яка віддає на вал корисну потужність
при ККД і реактиву Q в трьохфазну мережу, можна визначити за формулою: 
.2.5 Синхронні машини малої потужності
Синхронні машини малої потужності – трьохфазні та однофазні використовують головним чином в якості двигунів електроприводів невеликої потужності. Обмотка статора таких двигунів викоунється трьохфазною або двохфазною і живиться відповідно від трьохфазної чи однофазної мережі змінного струму. В останньому випадку одна із фаз обмотки статора вмикаєтсья через конденсатор. Більшість цих машин відрізняється від машин нормального виконання тільки конструкцією ротора, який, як правило, не має обмотки збудження контактних кілець і щіток, які до них прижимаються. Для виникнення обертового момента ротор виконують із магнітотвердого сплаву з наступним однократним намагнічуванням його в шнельовому імпульсному магнітному полі, в результаті чого надалі полюси зберігають залишкову намагніченість.
При використовуванні магнітом’якого матеріалу ротору надають особливу форму, яка забезпечує різний магнітний опір його магнітопровода в радіальних напрямках.
Синхронні двигуни з постійними магнітами мають циліндричний явно полюсний ротор із магніто-твердого сплаву і короткозамкнуту пускову обмотку. Тяжкість механічної обробки магнітотвердих сплавів змушує ротор цих машин робити складним – в середній частині розміщувати звичайний ротор асинхронного короткозамкнутого двигуна, а по краях закріплювати із магнітотвердого сплаву. Дороговизна магнітотвердих сплавів обмежує номінальну міцність синхронних двигунів з постійними магнітами величиною 30-40 Вт.
В момент пуску, коли ковзання s=1, двигун працює як синхронний і його початковий обертовий момент Мп створюється за рахунок взаємодії обертового магнітного поля статора з наведеними ним струмами в короткозамкнурій обмотці ротора. Так як двигун запускається в хід в збудженому стані, то магнітне поле постійних магнітів ротора, який обертається, наводить в обмотці статора ЕРС змінної частоти
, а це викликає струми із-за яких виникає гальмівний момент 
. Результуючий момент на валу двигуна визначається сумою моментів, обумовлених короткозамкнутою обмоткою 
і гальмівним ефектом : 
,який залежить від величини ковзання. В процесі розгону ротора, коли ковзання
, величина цього моменту досягає мінімального значення 
, яке при правильному виборі пускової обмотки має бути більше значення номінального моменту 
. Коли швидкість наближається до синхронної і ковзання стає рівним 
, ротор, в результаті взаємодії поля постійних магнітів з обертовим магнітним полем статора при вхідному моменті 
, втягується в синхронізм і далі обертається з синхронною швидкістю.Робочі характеристики синхронного двигуна з постійними магнітами мало відрізняються від аналогічних характеристик синхронного двигуна з обмоткою збудження ротора.
Синхронні реактивні двигуни мають явнополюсний ротор із магнітом’якого матеріалу з впадинами, чи секційний, дякуючи чому його магнітний опір в радіальних напрямках різний.
Ротор із впадинами збирається із штампованих листів електротехнічної сталі і має короткозамкнену пускову обмотку. Зустрічаються ротори із суцільного феромагнітного матеріалу з аналогічними впадинами. Ротор секційний складається із листів електротехнічної сталі, залитих алюмінієм чи іншим діамагнітним матеріалом, який виконує роль короткозамкнутої обмотки.
При ввімкненні обмотки статора збуджується обертове магнітне поле і проходить асинхронний пуск двигуна. Після закінчення розгону ротора до підсинхронної швидкості він під дією реактивного обертового момента, обумовленого різницею магнітних опорів в радіальних напрямках, входить в синхронізм і розміщується відносно обертового магнітного поля статора так, щоб його магнітний опір для цього поля був найменшим. Кут різниці між осями полюсів стаотра і ротора визначається величиною навантаження на валу двигуна. Якщо не рахуватися з величиною активного опору обмотки статора, то максимальний оборотний момент відповідає куту різниці
, а при врахуванні цієї величини кут 
зменшується і стає рівним 25-40°.Зазвичай синхронні двигуни виготовляють номінальною потужністю до 100 Вт, а інколи в івище, якщо простоті конструкції і підвищеній надійності надається особливе значення.
При однакових габаритах номінальна потужність синхронних двигунів в 2-3 рази менша номінальної потужності синхронних двигунів з постійними магнітами, але по конструкції вони простіші, відрізняються меншою вартістю, але номінальний коефіцієнт потужності їх не перевищує 0,5, а номінальний ККД цих двигунів номінальною потужністю в декілька десятків ватт
, в той час як у двигунів номінальною потужністю в декілька ватт він складає 
.