Características e propriedades de partida de motores síncronos

A característica mecânica do motor síncrono tem a forma de uma linha reta horizontal, ou seja, sua velocidade de rotação independe da carga (Fig. 1, a). À medida que a carga aumenta, o ângulo θ aumenta - o ângulo entre os vetores da tensão de rede Uc e o EMF do enrolamento do estator E0 (Fig. 1, b).

A partir do diagrama vetorial, você pode derivar a fórmula para o momento eletromagnético

M = (m1/ω1)(U1E0 / x1) sinθ,

onde m1 — número de fases do estator; ω1 — a velocidade angular do campo do estator; U1 — tensão do estator; E0 — CEM induzida no enrolamento do estator; NS1 — resistência indutiva do enrolamento do estator; θ — o ângulo entre os vetores das forças de magnetização do estator e do rotor. Segue-se desta fórmula que o momento muda dependendo da carga de acordo com a lei senoidal (Fig. 1, c).
Ângulo sem carga θ = 0, ou seja tensão e fem estão em fase. Isso significa que o campo do estator e o campo do rotor coincidem na direção, ou seja, o ângulo espacial entre eles é zero.

Arroz. 1.Características (a, b) e diagrama vetorial (6) de um motor síncrono: I — corrente do estator; r1 — resistência ativa do enrolamento do estator; x1 — resistência indutiva criada pela corrente de fuga e corrente de armadura

À medida que a carga aumenta, o torque aumenta e atinge um valor máximo crítico em θ = 80° (curva 1), que o motor é capaz de criar em uma determinada tensão de rede e corrente de campo.

Normalmente, o ângulo nominal θnumber (25 ≈ 30) °, que é três vezes menor que o valor crítico, portanto, a capacidade de sobrecarga do motor é Mmax / Mnom = 1,5 + 3. O valor maior se aplica a motores com pólos pronunciados implícitos do rotor, e o menor - com uns pronunciados. No segundo caso, a característica (curva 2) possui um momento crítico em θ = 65°, que é causado pela influência do torque reativo.

Para não sincronizar o motor ao sobrecarregar ou reduzir a tensão da rede, é possível aumentar temporariamente a corrente de excitação, ou seja, usar o modo forçado.

Com rotação uniforme, o enrolamento de partida não afeta a operação do motor. Quando a carga muda, o ângulo θ muda, o que é acompanhado por um aumento ou diminuição da velocidade. Então o enrolamento inicial começa a desempenhar o papel de estabilização. O torque assíncrono resultante suaviza as flutuações na velocidade do rotor.

Um motor síncrono é caracterizado pelas seguintes propriedades iniciais:

• Az* n = AzNS //Aznom — o múltiplo da corrente de partida que flui pelo estator no momento inicial da partida;
• M * n = Mn / Mnom - o múltiplo do torque de partida, que depende do número de hastes da bobina de partida e de sua resistência ativa;
• M * in = MVh / Mnom — o conjunto de torque de entrada desenvolvido pelo motor no modo assíncrono antes de ser colocado em sincronismo com escorregamento s = 0,05;
• M * max = Mmax / Mnoy — o conjunto do torque máximo no modo síncrono do motor;
• U* n = Un • 100 /U1 — a menor tensão permissível do estator na partida,%.

O acionamento elétrico síncrono é usado em instalações que não requerem partida frequente e controle de velocidade, por exemplo, para ventiladores, bombas, compressores. Um motor elétrico síncrono tem uma eficiência maior que um assíncrono, pode trabalhar com sobreexcitação, ou seja, com um ângulo negativo φ, assim potência indutiva compensadora outros usuários.

Embora um motor síncrono tenha um projeto mais complexo, exija uma fonte de corrente contínua e tenha anéis coletores, ele é mais econômico do que um motor de indução, especialmente para acionar mecanismos poderosos.