Proprietà elettromeccaniche dei motori sincroni
I motori sincroni nelle imprese industriali vengono utilizzati per azionare segherie, compressori e unità di ventilazione, ecc., i motori a bassa potenza vengono utilizzati nei sistemi di automazione quando è richiesta una velocità rigorosamente costante. Le caratteristiche meccaniche del motore sincrono sono assolutamente rigide.
La coppia di un motore sincrono dipende dall'angolo 0 tra gli assi dei poli del rotore e il campo dello statore ed è espressa dalla formula
dove Mm è il valore massimo di coppia.
Dipendenza M = f (θ) Chiamata la caratteristica angolare di una macchina sincrona (Fig. 1). Il funzionamento del motore è stabile nella sezione iniziale della caratteristica angolare; di solito funziona a θ non più di 30 — 35 °. Man mano che la stabilità aumenta, diminuisce nel punto limite B della caratteristica (θ = 90О) il funzionamento stabile diventa impossibile; il momento corrispondente al limite di stabilità è detto momento massimo (di ribaltamento).
Riso. 1. Caratteristica angolare di un motore sincrono
Se il motore sincrono è caricato sopra Mm, il rotore del motore perderà il sincronismo e si fermerà, che è una modalità di emergenza per la macchina. La coppia nominale del motore è 2-3 volte inferiore a quella di ribaltamento. La coppia del motore è proporzionale alla tensione. I motori sincroni sono più sensibili alle fluttuazioni di tensione rispetto ai motori asincroni.
Le proprietà di avviamento di un motore sincrono sono caratterizzate non solo dall'insieme della coppia di avviamento, ma anche dall'entità della coppia di ingresso Mvx sviluppata dal motore con uno scorrimento del 5% dall'inclusione della corrente continua nell'avvolgimento di eccitazione del il motore. La coppia di avviamento multipla è 0,8-1,25 e la coppia di ingresso è vicina in grandezza alla coppia di avviamento di un motore sincrono.
Parente la complessità dell'avviamento di motori sincroni e un prezzo relativamente alto apparecchiature di controllo automatico limitarne l'uso nell'industria.
Se la macchina sincrona funziona al minimo (angolo θ = 0), i vettori della tensione di rete U e l'EMF E0 nell'avvolgimento dell'indotto sono uguali e opposti in fase. Aumentando la corrente nell'avvolgimento di campo polare, è possibile creare sovraeccitazione nella macchina. In questo caso, l'EMF E0 supera la tensione di rete U, si verifica una corrente nell'avvolgimento dell'indotto
dove E è l'EMF risultante; xc è la resistenza induttiva dell'avvolgimento dell'indotto (la resistenza attiva dell'avvolgimento è solitamente trascurata in una valutazione qualitativa della modalità operativa della macchina).
La corrente di armatura ILega l'EMF E risultante di un angolo di 90 ° e, rispetto al vettore della tensione di rete, conduce di 90 ° (lo stesso di quando i condensatori sono collegati alla rete). La macchina funziona con sovraeccitazione, può essere utilizzata per compensazione della potenza reattiva, tale macchina è chiamata compensatore sincrono.