Глава 15

15.4. Переходный процесс в узле нагрузки при пуске синхронного двигателя

Синхронный двигатель при пуске подключают к сети невозбужденным. Его обмотка возбуждения закорочена или замкнута на сопротивление

(15.22)

где - сопротивление обмотки возбуждения двигателя.

Разгоняясь как асинхронный, он достигает частоты вращения, близкой к синхронной и называемой подсинхронной частотой вращения. При этом движение двигателя удовлетворяет уравнению

где при синхронной частоте вращения

После этого подают напряжение на обмотку возбуждения двигателя и он, приобретая свойства синхронного двигателя, входит в синхронизм. Таким образом, процесс пуска синхронного двигателя условно можно разбить на два этапа:

1) разгон до подсинхронной частоты вращения () под действием среднего асинхронного момента;

2) вхождение в синхронизм под влиянием моментов, созданных возбуждением и зависящих от угла между осью ротора и вектором вращающегося поля статора.

На первом этапе определяющее значение имеют начальный толчок тока статора и длительность разгона до подсинхронной частоты вращения. Начальный толчок периодической составляющей тока статора определяется выражением

(15.23)

где - напряжение в той точке, где оно может быть принято не зависящим от режима работы двигателя; - сверхпереходное сопротивление двигателя; - внешнее сопротивление цепи статора между точкой с напряжением и выводами статора.

Длительность разгона до подсинхронной частоты вращения можно определить так же, как и для асинхронного двигателя.

На втором этапе пуска на несинхронно вращающийся ротор синхронного двигателя, кроме асинхронного момента, действуют синхронный момент, зависящий от угла δ и обусловленный возбуждением, а также момент сопротивления механизма. Вхождение в синхронизм может произойти только после подачи возбуждения, при котором у двигателя создается дополнительный знакопеременный момент.