Učinak opterećenja na sinhroni motor

Sinhroni motor radi na konstantnoj sinhronoj brzini, neovisno o opterećenju. Sada istržimo utjecaj varijacije opterećenja na motor. Pretpostavimo da sinhroni motor inicijalno radi s vodećim faktorom snage. Fazorski dijagram koji odgovara vodećem faktoru snage prikazan je sljedeće:

Kada se opterećenje na vratilu poveća, rotor doživi privremeno usporavanje. To se događa jer motoru treba neko vrijeme da izvuče dodatnu snagu iz električne mreže. Drugim riječima, iako rotor održava svoju sinhronu rotacijsku brzinu, u prostornoj poziciji efektivno "ispada" zbog povećanog zahtjeva za opterećenjem. Tijekom ovog procesa, kut točka δ se proširuje, što uzrokuje povećanje inducirane točke.

Jednadžba za induciranu točku izražena je sljedeće:

Nakon toga, povećana točka ubrzava rotor, omogućujući motoru da opet postigne sinhronu brzinu. Međutim, ovo obnavljanje događa se s većim kutom točke δ. Napon pobude Ef je direktno proporcionalan ϕω, ovisi o strujnom toku polja i rotacijskoj brzini motora. Budući da motor radi na konstantnoj sinhronoj brzini i struja polja ostaje nepromijenjena, magnituda napona |Ef| ostaje konstantna. Stoga možemo zaključiti da

Iz prethodnih jednadžbi postaje evidentno da kada snaga P raste, vrijednosti Ef sinδ i Ia cosϕ također rastu. Sljedeća slika ilustrira utjecaj povećanja opterećenja na rad sinhronog motora.

Kao što je prikazano na gornjoj slici, s povećanjem opterećenja, količina jIaXs stalno raste, a jednadžba V = Ef + jIaXs ostaje važeća. U isto vrijeme, struja armature također raste. Kut faze snage podlegava transformaciji s varijacijom opterećenja; postaje sve manje vodeći, a zatim sve više zapazujući, kako je jasno prikazano na slici.

Ukratko, kada se opterećenje na sinhronom motoru poveća, mogu se uočiti sljedeće ključne stvari:

• Motor održava rad na sinhronoj brzini.

• Kut točke δ se proširuje.

• Napon pobude Ef ostaje konstantan.

• Struja armature Ia koja se povlači iz napajanja raste.

• Kut faze ϕ se pomjera dalje u smjeru zapazujućeg.

Važno je napomenuti da postoji ograničenje mehaničkog opterećenja koje sinhroni motor može podnijeti. Kako opterećenje nastavlja rasti, kut točke δ se stalno povećava dok se ne doseže kritična točka. U tom trenutku, rotor izgubi sinhronizam, što će dovesti do zaustavljanja motora.

Točka izvlačenja definirana je kao maksimalna točka koju sinhroni motor može generirati na nominalnom napajanju i frekvenciji, dok još uvijek održava sinhronizam. Obično njene vrijednosti se kreću od 1,5 do 3,5 puta punooterinska točka.