Propriedades eletromecânicas de motores síncronos
Motores síncronos em empresas industriais são usados para acionar serrarias, unidades de compressores e ventiladores, etc., motores de baixa potência são usados em sistemas de automação quando uma velocidade estritamente constante é necessária. As características mecânicas do motor síncrono são absolutamente rígidas.
O torque de um motor síncrono depende do ângulo 0 entre os eixos dos polos do rotor e o campo do estator e é expresso pela fórmula
onde Mm é o valor de torque máximo.
Dependência M = f (θ) Chamada de característica angular de uma máquina síncrona (Fig. 1). A operação do motor é estável na seção inicial da característica angular; normalmente trabalha em θ não mais do que 30 — 35 °. À medida que a estabilidade aumenta, diminui no ponto limite B da característica (θ = 90О) a operação estável torna-se impossível; o momento correspondente ao limite de estabilidade é chamado de momento máximo (de capotamento).
Arroz. 1. Característica angular de um motor síncrono
Se o motor síncrono for carregado acima de Mm, o rotor do motor sairá do sincronismo e parará, o que é um modo de emergência para a máquina. O torque nominal do motor é 2-3 vezes menor que o de capotamento. O torque do motor é proporcional à tensão. Os motores síncronos são mais sensíveis às flutuações de tensão do que os motores de indução.
As propriedades de partida de um motor síncrono são caracterizadas não apenas pelo conjunto de torque de partida, mas também pela magnitude do torque de entrada Mvx desenvolvido pelo motor com um escorregamento de 5% a partir da inclusão de corrente contínua no enrolamento de excitação do motor. O múltiplo do torque de partida é 0,8-1,25 e o torque de entrada é próximo em magnitude ao torque de partida de um motor síncrono.
Relativo a complexidade da partida de motores síncronos e um preço relativamente alto equipamento de controle automático limitar seu uso na indústria.
Se a máquina síncrona operar em velocidade ociosa (ângulo θ = 0), então os vetores da tensão de rede U e o EMF E0 no enrolamento da armadura são iguais e opostos em fase. Ao aumentar a corrente no enrolamento do campo polar, pode ser criada uma sobreexcitação na máquina. Neste caso, o EMF E0 excede a tensão de rede U, uma corrente surge no enrolamento da armadura
onde E é o EMF resultante; xc é a resistência indutiva do enrolamento da armadura (a resistência ativa do enrolamento é geralmente negligenciada em uma avaliação qualitativa do modo de operação da máquina).
A corrente de armadura ILega o EMF E resultante em um ângulo de 90 ° e, em relação ao vetor de tensão da rede, avança 90 ° (o mesmo que quando os capacitores estão conectados à rede). A máquina trabalha com sobreexcitação, pode ser usada para compensação de potência reativa, tal máquina é chamada de compensador síncrono.