1 2

Рис. 9. Явнополюсный ротор:

1 – вал; 2 – контактные кольца; Рис. 10. Пусковая обмотка синхронного

3 – полюсные катушки; 4 – по- двигателя:

люсные наконечники. 1 – стержни пусковой обмотки;

2 – кольца.

Ротор состоит из вала 1на котором укреплены сердечники полюсов с полюсными катушками 3. Каждый сердечник заканчивается полюсным наконечником 4.В полюсных нако­нечниках имеются пазы (рис. 10), в которых расположены стержни1 пусковой обмотки, замкнутые с двух сторон кольцами 2.

Для подклю­чения вращающейся обмотки возбуждения к источнику постоянного тока на валу ротора находятся два изолированных от вала и друг от друга контактных кольца 2(рис. 9), по которым скользят щетки, вставленные в специальные щеткодержатели. От щеток сделаны выводы И1и И2, через которые обмотка возбуждения соединяется с ис­точником посто-янного тока (рис. 11) и в цепи обмотки протекает ток возбужденияI_В,который создает МДС F_B = I_Bw_B. В магнитопроводе двигателя появляется поток возбуждения Ф_В. В качестве

Рис. 11. Электромагнитная схемаисточника постоянного тока в синхронных

синхронного двигателя. двигателях обычно используют по­лупроводни-

ковые выпрямительные устройства. Например,

в двигате­лях средней и большой мощности применяют тиристорные возбуди­тель-ные устройства серии ТВУ. Подключение двигателя к трехфазной сети осуществляется через выводы обмотки статора C1, С2, СЗ.

7.3.2. Пуск синхронного двигателя

Синхронный двигатель при подключении его обмоток к источни­ку питания не развивает пускового момента. Ротор по причине своей инерционности не может

- 6 -

мгновенно достичь частоты вращения, рав­ной частоте вращения магнитного поля статора, которая устанавлива­ется почти одновременно с включением обмотки статора в сеть. По­этому между полюсами возбужденного ротора и вращающегося поля статора не возникает устойчивой магнитной связи, создающей син­хронный враща-ющий момент.

Для пуска синхронного двигателя необходимо предварительно привести ротор во вращение с частотой, близкой частоте вращения поля статора. При этом поле статора настолько медленно перемеща­ется относительно полюсов ротора, что при подключении обмотки возбуждения к источнику питания между полюсами ротора и вра­щающегося поля статора устанавливается магнитная связь, обеспечи­вающая возникновение синхронного электромагнитного момента. Под действием этого момента ротор втягивается в синхронизм, т. е. начинает вращаться с синхронной частотой.

Существует несколько способов пуска синхронного двигателя, но практическое применение получил асинхронныйспособ. Для его реа­лизации в пазах полюсных наконечников ротора располагают стержни пусковой короткозамкнутой обмотки, выполненной аналогично обмотке короткозамкнутого ротора . Обычно стержни этой обмотки делают из латуни или меди и замыкают с двух сторон медными коль­цами (см. рис. 10).

Для пуска синхронного двигателя с электромагнитным возбуж­дением замыкают обмотку возбуждения ОВна резистор r(рис. 12,а), подключают к трехфазной сети обмотку статора.

Рис. 12. Асинхронный пуск синхронного двигателя с электромагнитным возбуждением.

Вращающееся поле статора наводит в пусковой обмотке ЭДС, которая создает в стержнях обмотки токи. В результате взаимодействия этих токов с вращаю­щимся

полем статора на каждый стержень ротора действует электро­магнитная сила F_ЭМ

- 7 –

(рис. 12, б). Совокупность таких сил создает асинхронный электромагнитный момент М_апод действием которого ро­тор начинает вращаться в ту же сторону, что и поле статора. После разгона ротора до частоты вращения, близкой к синхронной

(n₂≈ 0,95n₁), обмотку возбужденияОВ подключают к источнику постоянного тока, При этом двигатель возбуждается (полюса ротора намагничиваются), между вращающимся полем статора и полюсами ротора устанавливается устойчивая магнитная связь, создающая синхронный электромагнитный моментМ, и двигатель втягивается в синхронизм, т. е, его ротор начинает вращаться синхронно с вращающимся магнитным полем. В пусковой обмотке ротора больше не наводится ЭДС, асин­хрон-ный момент М_а = 0. Пусковая короткозамкнутая обмотка в режи­ме синхронного вращения ротора выполняет роль демпферной(успо­коительной) обмотки, ограничивая возможные колебания (качания) ротора, вызванные изменениями нагрузки на валу двигателя. Переход ротора от частоты вращения n₂< n₁к синхронной происходит скачком.

С ростом нагрузки на валу двигателя вхождение в синхронизм за­трудняется. При нагрузке, превышающей допустимую, вхождения в синхронизм не происходит.

Максимальный момент нагрузки на валу синхронного двигателя, при котором ротор еще втягивается в синхро­низм, называется моментом входа в синхронизм М_ВХ.

Не допускается пуск синхронного двигателя с подключенной к источнику постоянного тока обмоткой возбуждения, так как в этом случае магнитный поток возбуждения Ф_Впри разгоне ротора будет наводить в обмотке статора ЭДС. В результате взаимодействия про­ходящего на обмотке статора тока, вызванного этой ЭДС, с полем возбуждения возникает тормозящий момент, ухудшающий пусковые свойства синхронного двигателя.

При пуске синхронного двигателя обмотку возбуждения следует замкнуть на резистор с активным сопротивлением r, примерно в 10 раз превышающим активное сопротивление обмотки возбуждения. Если оставить обмотку возбуждения разомкнутой, то вращающееся поле статора, обгоняя ротор с большой скоростью, наведет в его об­мотке значительную ЭДС, способную вызвать пробой межвитковой изоляции обмотки возбуждения.

Пусковые параметры синхронного двигателя – асинхронный пусковой момент и кратность пускового тока – в значительной сте­пени зависят от активного сопротивления пусковой обмотки r₂ротора.