Главная | Обратная связь

При изменении момента сопротивления на валу (а) и тока возбуждения (б)

Как видно в рассматриваемом случае ток двигателя имеет отстающую реактивную составляющую – двигатель потребляет из сети реактивный ток.

Если нагрузку двигателя уменьшить до величины , то в соответствии с новым значением угла Ө₃ изменится положение вектора , а вектор тока уменьшится по величине, и будет опережать вектор напряжения .

Таким образом, изменение активной мощности синхронного двигателя приводит к изменению его коэффициента мощности cosφ; при увеличении нагрузки и при постоянном возбуждении cosφ уменьшается, двигатель потребляет из сети реактивный ток, при уменьшении нагрузки cosφ возрастает и двигатель отдает в сеть реактивный ток.

Процессы, происходящие в двигателе при изменении тока возбуждения при , иллюстрируются векторной диаграммой на рисунке 8.17,б. Пусть в исходном режиме (режим I) двигатель имеет угол Ө₁, ЭДС , и φ₁=0 (cosφ₁ =1). Ток нагрузки в этом режиме чисто активный и вектор совпадает по направлению с вектором напряжения . Поскольку момент нагрузки не изменяется, то электромагнитная мощность остается неизменной, а это возможно только при условии .

Из соотношения

следует также, что должно выполняться условие . Это значит, что при любых изменениях тока возбуждения конец вектора ЭДС будет перемещаться по линии mn, параллельной вектору , а конец вектора тока – по линии cd , перпендикулярной вектору . Все происходит подобно генераторному режиму (см. рисунок 8.14) при подобных начальных условиях с соответствующим изменением положения векторов и .

Так, при уменьшении тока возбуждения ЭДС снижается до значения , угол Ө увеличивается, а вектор тока занимает положение и приобретает реактивную составляющую, которая отстает от вектора на угол . Двигатель потребляет из сети реактивный ток. При увеличении тока возбуждения ЭДС увеличивается, угол Ө уменьшается до значения Ө₃, вектор тока приобретает опережающую реактивную составляющую, т.е. двигатель отдает в сеть реактивный ток или реактивную мощность.

Из рассмотрения диаграммы (рисунок 8.17,б) следует, что V -образные характеристики синхронного двигателя полностью подобны характеристикам для генератора (рисунок 8.15). Следует только учитывать, что угол φ в данном случае характеризует сдвиг фаз тока и напряжения сети.

Обычно синхронные двигатели рассчитывают на работу при номинальной нагрузке с опережающим током (с перевозбуждением) при сosφ=0.8…0.9. В этом случае улучшается суммарный коэффициент мощности сети, т.к. вырабатываемая ими реактивная мощность компенсирует потребление этой мощности другими потребителями, подключенными к этой сети – асинхронными двигателями, трансформаторами и др.

Способность синхронного двигателя (как и синхронного генератора) вырабатывать при перевозбуждении реактивную мощность находит реализацию в широком применении в электроэнергетических системах синхронных компенсаторов.

Синхронные компенсаторы представляют собой синхронные двигатели облегченной конструкции, работающие в режиме синхронного двигателя при холостом ходе, но с большим перевозбуждением. Действие синхронного компенсатора аналогично действию присоединенной к сети батареи конденсаторов и способствует улучшению коэффициента мощности сети.