同期モータの特性と始動特性

同期モータの機械特性は水平直線の形をしており、回転速度は負荷に依存しません（図1、a）。負荷が増加すると、角度 θ が増加します。これは、ネットワーク電圧 Uc のベクトルと固定子巻線 E0 の EMF の間の角度です (図 1、b)。

ベクトル図から、電磁モーメントの公式を導き出すことができます。

M = (m1/ω1)(U1E0 / x1) sinθ、

ここで、m1 — ステーター相の数。 ω1 — 固定子の磁界の角速度。 U1 — ステーター電圧。 E0 — 固定子巻線に誘導される EMF。 NS1 — 固定子巻線の誘導抵抗。 θ — ステーターとローターの磁化力のベクトル間の角度。この式から、モーメントは正弦波の法則に従って負荷に応じて変化することがわかります（図1、c）。
無負荷角度 θ = 0、つまり電圧と起電力は同相です。これは、固定子磁界と回転子磁界の方向が一致していること、つまり、それらの間の空間角がゼロであることを意味します。

米。 1.同期モーターの特性 (a、b) とベクトル図 (6): I — 固定子電流。 r1 — 固定子巻線の有効抵抗。 x1 — 漏れ電流と電機子電流によって生成される誘導抵抗

負荷が増加すると、トルクが増加し、θ = 80 ° (曲線 1) で臨界最大値に達します。これは、モーターが所定のグリッド電圧と界磁電流で生成できる値です。

通常、公称角度 θnumber (25 ≈ 30) ° は臨界値より 3 倍低いため、モーターの過負荷容量は Mmax / Mnom = 1.5 + 3 となります。より大きな値は、暗黙的に顕著な極を持つモーターに適用されます。ローター、そして小さいもの - 顕著なものがあります。 2 番目のケースでは、特性 (曲線 2) にはθ = 65 ° で臨界モーメントがあり、これは反力トルクの影響によって引き起こされます。

過負荷または主電源電圧の低下時にモーターが同期しないようにするには、励磁電流を一時的に増加させる、つまり強制モードを使用することができます。

均一な回転により、始動巻線はモーターの動作に影響を与えません。負荷が変化すると角度θが変化し、それに伴って速度が増減します。その後、始動巻線が安定化の役割を果たし始めます。そこに発生する非同期トルクは、ローターの速度変動を平滑化します。

同期モーターは、次の初期特性によって特徴付けられます。

• Az* n = AzNS //Aznom — 始動の最初の瞬間にステーターを流れる始動電流の倍数。
• M * n = Mn / Mnom — 始動トルクの倍数。始動コイルのロッドの数とそのアクティブ抵抗に依存します。
• M * in = MVh / Mnom — スリップ s = 0.05 で同期に引き込まれる前に、非同期モードでモーターによって発生する入力トルクのセット。
• M * max = Mmax / Mnoy — モーターの同期モードでの最大トルクのセット。
• U* n = Un • 100 /U1 — 始動時の最低許容ステータ電圧、%。

同期電気駆動装置は、ファン、ポンプ、コンプレッサーなど、頻繁な始動や速度制御を必要としない設備に使用されます。同期電動機は非同期電動機よりも効率が高く、過励磁でも動作できます。負の角度 φ であるため、 誘導電力の補償 他のユーザー。

同期モーターは設計がより複雑で、直流電源が必要で、スリップ リングが必要ですが、特に強力な機構を駆動する場合、誘導モーターよりもコスト効率が高いことがわかっています。