Презентация, доклад по ПМ 01. МДК 01.04 Раздел 4.1 Электрический привод для специальности 13.02.11 на тему Электропривод с синхронными двигателями

значительное место и применяются главным образом для привода механизмов, скорость которых не требуется регулировать (компрессоры, вентиляторы, насосы, холодильные машины, преобразовательные агрегаты и т.д.)
К достоинствам СД следует отнести простоту их конструкции по сравнению, например, с машинами постоянного тока, высокие энергетические показатели, определяющиеся в первую очередь компенсационными свойствами СД, относительно невысокую стоимость (СД большой мощности – выше 2000–3000 кВт дешевле асинхронных), возможность в будущем регулирования скорости и др.
По конструктивному исполнению статор СД такой же, как и у АД. Ротор выполняется с двумя обмотками: пусковой обмоткой ОП типа беличьей клетки (как у асинхронного короткозамкнутого двигателя) и обмоткой возбуждения ОВ постоянного тока. Первая из обмоток служит для асинхронного пуска СД, вторая – для его возбуждения в нормальном режиме работы.

двигатель втягивается в синхронизм:
СД выполняются с пусковыми клетками двух типов (с различными активными сопротивлениями Rра пусковой обмотки ротора), что позволяет получить различные пусковые механические характеристики (характеристики 1 и 2).
Выбор одной из двух указанных характеристик зависит от момента сопротивления производственного механизма. При пуске и вхождении двигателя в синхронизм необходимо выполнение условия


– пусковые моменты двигателя и механизма ИО; – входные моменты двигателя и механизма

с повышенным активным сопротивлением, применяются обычно с большим значением статического момента при пуске (характеристика 2). При вентиляторном характере статического момента более приемлемы двигатели с механической характеристикой 1.
Обратим внимание на то обстоятельство, что пусковые клетки СД рассчитываются на кратковременный режим их работы продолжительностью 20–30 с. Увеличение времени пуска выше допустимого может привести к перегреву клетки и ее повреждению.
Связь между скольжением и моментом СД при работе на пусковой клетке приблизительно выражается формулой как у обычного АД.
Рабочая механическая характеристика СД от холостого хода до выпадения из синхронизма является горизонтальной прямой, т.е. при изменении нагрузки на валу двигателя его скорость остается постоянной (механическая характеристика абсолютно жесткая)

случаях необходимо знать зависимость развиваемого им момента от угла внутреннего сдвига фаз между векторами ЭДС статора и напряжения сети. Эта зависимость называется угловой характеристикой СД.
Наибольшего значения момент двигателя достигает при угле π/2. Эта величина характеризует собой перегрузочную способность СД.
Увеличение угла более значения π/2 может привести к неустойчивой работе двигателя и выпадению его из синхронизма. При меньших значениях его работа устойчива.

1 – для неявнополюсного СД;
2 – для явнополюсного СД

статора и ротора. В зависимости от способа включения статора можно выделить следующие схемы, где а) схема непосредственного пуска; б) пуск через реактор; в) пуск через автотрансформатор; г) схема блока трансформатор-двигатель

выделяются следующие схемы цепи возбуждения, где а) с постоянно включенным возбудителем; б) с переключением на время пуска обмотки возбуждения на гасящее сопротивление; в) с последовательным включением гасящего сопротивления в цепь якоря возбудителя; г) с питанием обмотки возбуждения от выпрямителя

допустимым падением напряжения питающей сети во время пуска;
2) значением момента нагрузки двигателя во время пуска;
3) моментом инерции системы привода в целом;
4) максимально допустимым ускорением ведомой машины;
5) длительностью пуска;
6) свойствами самого двигателя, в особенности его механической и тепловой прочности;
7) стоимостью установки схемы пуска и экономичностью ее эксплуатации.
Для обеспечения правильного хода пуска применяются САУ и соответствующие противоаварийные системы.
Система автоматического пуска производит подключение статора к питающей сети, а также выполняет возможные переключения в цепи ОВ. Она должна обеспечивать удобный в условиях эксплуатации пуск СД, например при помощи кнопки из нескольких различных мест, или по заданной программе, или по сигналу СУ ТП.

возбудителем, и всегда, когда это только возможно, рекомендуется именно этот способ. По мере роста мощности питающих электрических сетей возможности применения непосредственного пуска все более расширяются.
Нарастание тока возбуждения должно быть только на заключительной стадии разгона двигателя; слишком раннее появление тока в обмотке возбуждения оказывает неблагоприятное влияние на ход асинхронного пуска, так как оно приводит к появлению тормозного момента, который увеличивает скольжение и затрудняет вхождение двигателя в синхронизм. Кроме того, постоянный ток, проходящий по обмотке возбуждения, во время асинхронного вращения вызывает пульсацию тока статора и связанные с этим колебания напряжения в менее мощных сетях – явление особенно неприятное в сетях с осветительной нагрузкой.

разомкнутой, так как при большом скольжении в ней индуцируется значительная ЭДС. Однако нельзя замыкать обмотку ОВ ротора накоротко или на малое сопротивление якоря возбудителя, т.к. вследствие явления однофазного включения в пусковой характеристике СД наблюдается снижение момента на половинной скорости, и пусковая характеристика будет иметь провал.

Поэтому, если статический момент на валу СД значителен, может возникнуть устойчивый асинхронный режим (застревание ротора при малой скорости), и двигатель в синхронизм не войдет.
Уменьшить провалы в характеристике синхронного двигателя (явно нежелательные) можно увеличением сопротивления, на которое замыкается обмотка возбуждения при пуске.

Rгас. При этом ток в ней во время пуска будет меньше, соответственно меньше будет и максимум момента в генераторном режиме для кривой 3 .

обмотка статора включена через реактор до тех пор, пока скорость СД не станет равной синхронной. При подсинхронной скорости подается возбуждение, двигатель втягивается в синхронизм при пониженном напряжении, после чего реактор закорачивают. Такой пуск применяют при малых нагрузках на валу (момент статический не должен превышать 40% от номинального момента СД).
При тяжелом пуске обмотка статора включена через реактор только до того времени, пока скорость двигателя не достигнет подсинхронной, затем реактор закорачивается и подают возбуждение – двигатель втягивается в синхронизм при полном напряжении. Такой пуск применяют при значительно большей нагрузке в сравнении с легким пуском.

котором обмотка статора замыкается на дополнительное сопротивление RД, а обмотка возбуждения подключается на постоянное напряжение (рис. а).
Механические характеристики синхронной машины в режиме динамического торможения аналогичны характеристикам асинхронной машины (рис. б).

тока и ведет к усложнению аппаратов управления. Генераторный режим возможен, если ротор синхронного двигателя вращать от постороннего источника механической энергии. Механическая характеристика является продолжением во втором квадранте характеристики двигательного режима (рис. б).
Примечание. Ввиду того, что коллекторная машина постоянного тока ухудшает эксплуатационные качества привода, в последнее время, наряду с обычным СД, промышленность начала выпускать двигатели с дополнительными обмотками на статоре. Питание ОВ СД производится от полупроводникового выпрямителя.

такое угловая характеристика СД?
Как можно подключить обмотку статора к сети СД?
Как можно запитать ОВ СД?
Как производится динамическое торможение СД?
Как производится торможение противовключением СД?