Що таке кут потужності та навантаження у випадку синхронного двигуна

Кут потужності та навантаження синхронних двигунів

Кут потужності (Power Angle) та навантаження в синхронних двигунах мають тісний зв'язок. Розуміння цих понять допомагає краще зрозуміти принцип роботи та характеристики синхронних двигунів. Ось детальне пояснення:

1. Кут потужності (Power Angle)

Визначення

Кут потужності (також відомий як кут моменту або електричний кут, позначається як δ) — це фазова різниця між віссю магнітного поля ротора та віссю магнітного поля статора. Він представляє положення магнітного поля ротора відносно магнітного поля статора.

Вплив

• Передача потужності: Кут потужності безпосередньо впливає на активну потужність, яку синхронний двигун поглинає з мережі. Чим більший кут потужності, тим більше активної потужності поглинає двигун.

• Стабільність: Занадто великий кут потужності може призвести до втрати синхронізації двигуном, що веде до явища "прослідування".

2. Навантаження

Визначення

Навантаження — це механічне навантаження, яке приводиться в дію синхронним двигуном, зазвичай виражається в одиницях потужності (кіловати або конні сили).

Зв'язок

Зв'язок кута потужності і навантаження: Кут потужності δ і навантаження P синхронного двигуна мають нелінійний зв'язок, який можна виразити наступною формулою:

Де:

• P — це активна потужність, яку поглинає двигун (вати або кіловати).

• E — це ЕДС (електромотивна сила) двигуна без навантаження (вольти).

• V — це напруга мережі (вольти).

• Xs — це синхронна реактивна опір двигуна (оми).

• δ — це кут потужності (радіани).

3. Графічне представлення характеристик кута потужності

Характеристична крива

• Характеристична крива: Зв'язок між кутом потужності і навантаженням можна представити за допомогою характеристичної кривої. Ця крива зазвичай нелінійна і відповідає синусоїдальній функції.

• Точка максимальної потужності: Коли кут потужності δ досягає 90 градусів (π/2 радіани), двигун поглинає максимальну активну потужність Pmax :

Точка прослідування: Коли кут потужності перевищує 90 градусів, двигун може втратити синхронізацію, що призводить до явища "прослідування".

4. Впливові фактори

Напруга мережі

Варіація напруги: Зміни напруги мережі V впливають на зв'язок між кутом потужності і навантаженням. Збільшення напруги дозволяє двигуну поглинати більше активної потужності.

Параметри двигуна

Синхронна реактивна опір: Синхронна реактивна опір Xs — це важливий внутрішній параметр двигуна, який впливає на зв'язок між кутом потужності і навантаженням. Більша синхронна реактивна опір призводить до меншого поглинання активної потужності двигуном.

Варіація навантаження

Збільшення навантаження: Коли навантаження збільшується, двигун автоматично регулює кут потужності, щоб поглинати більше активної потужності, поки не буде досягнуто нового точка рівноваги.

5. Підсумок

• Кут потужності δ: Представляє фазову різницю між магнітним полем ротора і магнітним полем статора, безпосередньо впливає на активну потужність, яку поглинає двигун.

• Навантаження P: Механічне навантаження, яке приводиться в дію двигуном, має нелінійний зв'язок з кутом потужності.

• Формула зв'язку: P=（EV/Xs） sin(δ) описує зв'язок між кутом потужності і навантаженням.

• Точка максимальної потужності: Коли кут потужності δ досягає 90 градусів, двигун поглинає максимальну активну потужність Pmax=EV/ Xs.

• Точка прослідування: Коли кут потужності перевищує 90 градусів, двигун може втратити синхронізацію.

Розуміння цих понять допомагає краще проектувати та експлуатувати синхронні двигуни, забезпечуючи їх стабільну роботу в різних умовах.