Особенности функционирования синхронных двигателей

Синхронные двигатели являются очень распространенными устройствами в сфере промышленности, где используются с электроприводами, которые функционируют при постоянной скорости.

В основе принципа работы такого типа двигателей лежит якорь с вращающимся магнитным полем, которое взаимодействует с индуктором, обладающим постоянным магнитным полем. Как правило, расположение якоря находится на статоре, в то время как индуктор - на роторе. В системе такого типа двигателей роль полюсов играют электромагниты (скользящий контакт является «мостом» для передачи тока на ротор). Агрегаты меньшей мощности, в свою очередь оснащены постоянными магнитами. Конструкция ротора синхронных электродвигателей отличается от асинхронных, поэтому ремонт синхронных электродвигателей также отличается.

Перед началом самостоятельной работы такой двигатель необходимо разогнать до требуемой скорости вращения. Минимальной скоростью является такая, которая позволяет магнитному полю при вращении образовать сцепление с индуктором, а точнее его магнитными полями. Такой процесс имеет название «вхождение в синхронизм».

В процессе разгона, как правило, применяется асинхронный режим, в процессе которого между обмотками индуктора проводят замыкание через реостат или накоротко. По достижению требуемой скорости производят запитывание индуктора от источника постоянного тока через выпрямитель.

Конструкция синхронного двигателя является немного более сложной по сравнению с асинхронным, но в отличие от последнего, он характеризуется некоторыми преимуществами, которые делают возможным его использование в некоторых случаях в качестве замены асинхронному. Не в последнюю очередь и благодаря их компактным размерам.

1. Главное преимущество синхронного агрегата состоит в том, что его возможность регулирования напряжения автоматически позволяет ему работать по реактивной энергии в оптимальном режиме. Он может работать без потребления и отдачи реактивной энергии. В этом случае он имеет коэффициент мощности единицу. Такая работа создает нагрузку сети только в виде активного тока. Это является причиной расчета обмотки статора этого типа двигателя только под активный ток. Это позволяет синхронному двигателю иметь меньшие размеры при равной номинальной мощности, но при этом опережать асинхронный по КПД.


2. Низкая чувствительность этого типа двигателей к перепадам напряжения в сети также отличает их от асинхронных. Их максимальный момент является прямо пропорциональным напряжению сети. Для сравнения асинхронные электродвигатели имеют критический момент, который пропорционален квадрату напряжения.


3. Такие двигатели имеют возможность автоматически повышать высокую перегрузочную возможность благодаря увеличению тока возбуждения.


4. Независимо от нагрузки на вал, если она не превышает его перегрузочную способность, то это не влияет на его скорость вращения.