Uticaj opterećenja na sinhroni motor
Sinhroni motor radi na konstantnoj sinhronoj brzini, bez obzira na opterećenje. Sada istržimo uticaj promene opterećenja na motor. Pretpostavimo da sinhroni motor inicijalno radi sa vodećim faktorom snage. Fazni dijagram koji odgovara vodećem faktoru snage predstavljen je sledeći:
Kada se opterećenje na vratilu poveća, rotor doživi privremeno usporavanje. To se dešava jer motoru treba neko vreme da izvuce dodatnu energiju iz električne linije. Drugim rečima, iako rotor održava svoju sinhronu rotacionu brzinu, efektivno "ispusta" u prostornoj poziciji zbog povećanog zahteva za opterećenjem. Tijekom ovog procesa, ugao toka δ se širi, što dovodi do povećanja indukovane momentne sile.
Jednačina za indukovanu momentnu silu izražena je kao sledeće:
Nakon toga, povećana momentna sila ubrzava rotor, omogućavajući motoru da opet dostigne sinhronu brzinu. Međutim, ovo vraćanje se dešava sa većim uglom toka δ. Naponska napona pobude Ef proporcionalna je ϕω, zavisi od strujnog toka polja i rotacione brzine motora. Kako motor radi na konstantnoj sinhronoj brzini i strujni tok polja ostaje nepromenjen, magnituda napona |Ef| ostaje konstantna. Stoga možemo zaključiti da
Iz prethodnih jednačina postaje očigledno da kada se snaga P poveća, vrednosti Ef sinδ i Ia cosϕ takođe rastu.Sledeća slika ilustruje uticaj povećanja opterećenja na rad sinhronog motora.
Kao što je prikazano na gornjoj slici, kako se opterećenje povećava, količina jIaXs stalno raste, i jednačina V=Ef+jIaXs
ostaje važeća. Istovremeno, struja armature takođe raste. Ugao faktora snage podlegava transformaciji uz promenu opterećenja; on postepeno postaje manje vodeći, a zatim sve više zapoznati, kao što je jasno ilustrovano na slici.
U skladu sa tim, kada se opterećenje na sinhronom motoru poveća, sledeće ključne posmatranja mogu se napraviti:
Važno je napomenuti da postoji ograničenje mehaničkog opterećenja koje sinhroni motor može podneti. Dok se opterećenje nastavi povećavati, ugao toka δ nastavlja da raste dok se ne dostigne kritična tačka. U tom trenutku, rotor izlazi iz sinhronizma, što dovodi do zaustavljanja motora.
Iscrpna momentna sila definisana je kao maksimalna momentna sila koju sinhroni motor može generisati na nominalnom naponu i frekvenciji, dok još održava sinhronizam. Obično, njene vrednosti se kreću od 1.5 do 3.5 puta puno-opterećena momentna sila.
