ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №10
Испытание синхронного двигателя
Цель работы:
Изучить принцип действия и устройство трехфазного синхронного двигателя.
Ознакомиться с особенностями и порядком пуска в ход синхронного двигателя.
Снять и построить U-образные характеристики. Убедиться, что перевозбужденный синхронный двигатель одновременно служит источником реактивной энергии и может использоваться для повышения коэффициента мощности электроустановок.
Снять и построить механическую и рабочие характеристики. Выявить основные свойства синхронного двигателя и области его применения
Указания к работе
Используя рекомендованную литературу, ознакомиться с принципом работы, конструкцией и назначением основных частей трехфазного синхронного двигателя.
|
Синхронным двигателем называется двигатель переменного тока, у которого частота вращения т.е. скорость ротора, равна частоте вращения магнитного поля и не зависит от нагрузки на валу. |
Статор синхронного двигателя не отличается по конструкции от статора асинхронного двигателя. В пазы сердечника статора укладывается трехфазная обмотка. Каждая фаза занимает 1/3 пазов. Таким образом, все три фазы А,В и С обмотки статора смещены в пространстве под углом 1200 друг к другу. Обмотка соединяется по схеме ”звезда” или ”треугольник” и включается в сеть трехфазного тока. При этом создается вращающееся магнитное поле. Частота вращения магнитного поля no называется синхронной. Синхронная частота вращения определяется числом пар полюсов статорной обмотки р и частотой изменения тока в сети f:
|
|
(1) |
Ротор синхронного двигателя представляет собой электромагнит постоянного тока. Он может иметь ярко выраженные и неявновыраженные полюсы. Постоянный ток в обмотку ротора подается от постороннего источника (возбудителя) через щетки и два контактных кольца.
Следует обратить внимание на особенности пуска двигателя. Как известно, синхронный двигатель не имеет собственного пускового момента и не может разогнаться без посторонней помощи. В связи с этим на роторе устанавливается дополнительная пусковая обмотка, выполненная по типу ”беличьего колеса” асинхронного двигателя. Пуск двигателя производится в два этапа. Сначала осуществляется асинхронный запуск, при котором ротор разгоняется до скорости близкой к синхронной (0,95no), благодаря пусковой обмотке. Затем подается постоянный ток в обмотку возбуждения ротора и двигатель автоматически втягивается в синхронизм.
Достоинства синхронного двигателя:
высокие технико-экономические показатели (КПД и);
абсолютно жесткая механическая характеристика;
возможность генерирования реактивной энергии;
возможность конструирования тихоходных двигателей (с частотой вращения 94 - 100 об/мин) при сохранении высоких технико-экономических показателей;
сравнительно высокая перегрузочная способность (т.е. отношение максимального вращающего момента к номинальному).
Недостатки:
сложность конструкции и дороговизна;
сложность регулирования скорости;
необходимость в источниках переменного и постоянного тока;
сложность пуска и реверсирования.
Применение. Синхронные двигатели применяют в установках средней и большой мощности (более 100 кВт), не требующих частых пусков, реверсирования и регулирования скорости. К ним относятся привода мощных насосов, компрессоров, воздуходувок, вентиляторов, аэродинамических труб и т.д.
