Влияние натоварването върху синхронния мотор

Синхронният мотор работи с постоянна синхронна скорост, независимо от товара. Сега нека разгледаме въздействието на вариацията на товара върху мотора. Представете си, че синхронен мотор първоначално работи при водещ фактор на мощност. Фазовата диаграма, отговаряща на водещия фактор на мощност, е представена по-долу:

Когато товарът на валчето се увеличава, роторът преживява кратковременно забавяне. Това се случва, защото е необходимо време моторът да извлече допълнителната мощност от електрическата линия. Другими думи, въпреки че роторът поддържа своята синхронна въртенческа скорост, той ефективно "се измества назад" в пространствено положение поради увеличените изисквания на товара. По време на този процес ъгълът на момента δ се разширява, което в резултат на това причинява увеличаване на индуцирания момент.

Уравнението за индуцирания момент се изразява по следния начин:

След това, увеличеният момент ускорява ротора, позволявайки на мотора отново да достигне синхронна скорост. Но това възстановяване се случва с по-голям ъгъл на момента δ. Възбудителното напрежение Ef е директно пропорционално на ϕ&ω;, зависейки както от полевото ток, така и от въртенческата скорост на мотора. При условие, че моторът работи с постоянна синхронна скорост и полевият ток остава неизменен, величината на напрежението |Ef| остава константа. Следователно, можем да заключим, че

От горните уравнения става ясно, че когато мощността P се увеличава, стойностите на Ef sin&δ; и Ia cosϕ също се увеличават съответно.Наследващата фигура илюстрира въздействието на увеличението на товара върху функционирането на синхронния мотор.

Както е показано в горната фигура, когато товарът се увеличава, количеството jIaXs последователно расте, и уравнението V=Ef+jIaXs 

продължава да е валидно. Едновременно с това, арматурният ток също се увеличава. Ъгълът на фактора на мощност претърпява преобразуване с вариацията на товара; той постепенно става по-малко водещ и после все повече започва да отива назад, както е ясно показано в фигурата.

В заключение, когато товарът на синхронния мотор се увеличава, могат да се направят следните ключови наблюдения:

• Моторът поддържа своята работа при синхронна скорост.

• Ъгълът на момента &δ; се разширява.

• Възбудителното напрежение Ef остава постоянно.

• Арматурният ток Ia, извличан от източника на напрежение, се увеличава.

• Фазовият ъгъл ϕ се премества още по-нагоре в посока на отиване назад.

Е важно да се отбележи, че има ограничение на механичния товар, който синхронен мотор може да обработи. Като товарът продължава да се увеличава, ъгълът на момента &δ; продължава да се увеличава, докато не бъде достигнат критичен момент. В този момент, роторът е изведен от синхронизираното състояние, причинявайки мотора да спре.

Изтичащият момент се дефинира като максималния момент, който синхронен мотор може да генерира при номиналното напрежение и честота, докато все още поддържа синхронизация. Обикновено, неговите стойности са между 1.5 и 3.5 пъти по-големи от пълния товарен момент.