Синхронный электродвигатель

Синхро́нный электродвигатель

Синхронная машина, работающая в режиме двигателя. Статор С. э. несёт на себе многофазную (чаще всего трёхфазную) якорную обмотку. На Роторе расположена обмотка возбуждения, имеющая такое же число полюсов, как и обмотка статора. Обмотка статора подключается к сети переменного тока, а обмотка ротора (в большинстве конструкций С. э.) — к источнику постоянного тока. В результате взаимодействия магнитных полей статора и ротора возникает крутящий момент, под действием которого ротор вращается синхронно с вектором напряжённости магнитного поля статора. Для возбуждения С. э. используют генераторы постоянного тока (имеющие общий вал с двигателем, см. Возбудитель электрических машин) либо тиристорные выпрямители (см. Преобразовательная техника), обеспечивающие более высокую (по сравнению с электромашинными возбудителями) надёжность работы двигателя. С. э. малой мощности (до 2 квт) иногда возбуждают постоянными магнитами или реактивным током статора (реактивные электродвигатели без обмотки возбуждения на роторе).

Известны следующие способы пуска С. э. в ход: с помощью вспомогательного двигателя, частотный и асинхронный. В первом случае С. э. с отключенной нагрузкой разгоняется до синхронной частоты вращения вспомогательным пусковым двигателем небольшой мощности. При частотном пуске плавно изменяется (увеличивается) частота напряжения в статорной обмотке. При асинхронном способе пуска (получившем наибольшее распространение) вращающий электромагнитный момент возникает в результате взаимодействия магнитного поля статора с полем тока, наведённого в пусковой обмотке или в теле ротора; обмотку возбуждения при этом замыкают накоротко или на разрядный резистор. По достижении ротором установившейся частоты вращения, близкой к синхронной, обмотку возбуждения размыкают и подсоединяют к источнику постоянного тока. Синхронизирующий момент обеспечивает вхождение двигателя в синхронизм (см. Синхронизация). Устойчивый синхронный режим работы двигателя возможен при равенстве электромагнитной и механической (тормозящей) мощностей. В случае, если мощность нагрузки превосходит электромагнитную, двигатель выходит из синхронизма и останавливается. Нарушение синхронной работы двигателя может быть вызвано также снижением напряжения в сети или уменьшением тока возбуждения.

В отличие от асинхронных электродвигателей (См. Асинхронный электродвигатель), С. э. способны при заданной нагрузке работать с различными Мощности коэффициентами (cos φ). При увеличении тока возбуждения коэффициент мощности возрастает и при определённом его значении становится равным единице; дальнейшее увеличение тока возбуждения переводит двигатель в режим, при котором он отдаёт реактивную мощность в сеть. Т. о., в зависимости от величины тока возбуждения реактивная мощность может отдаваться в сеть (перевозбуждение) или потребляться из сети (недовозбуждение). С. э., работающий на холостом ходу и предназначенный для генерирования реактивной мощности, называется компенсатором синхронным (См. Компенсатор синхронный).

С. э. применяют в электроприводах, не требующих регулирования частоты вращения при отсутствии значительных перегрузок на валу двигателя (например, для привода насосов, компрессоров, вентиляторов и т. д.).

Лит.: Сыромятников И. А., Режимы работы асинхронных и синхронных электродвигателей, 3 изд., М. — Л., 1963. См. также литературу при статье Синхронная машина.

М. И. Озеров.