Синхронен двигател с възбуда

Синхронна електромагнитна ексцитація

Преди да разбереме тази синхронна електромагнитна ексцитація, трябва да се запомни, че всяко електромагнитно устройство трябва да изтегли магнетизиращ ток от източника на променлив ток, за да произведе необходимия работен поток. Този магнетизиращ ток се забавя почти на 90° спрямо напрежението на източника. С други думи, функцията на този магнетизиращ ток или реактивна мощност, изтеглена от електромагнитното устройство, е да създаде потока в магнитния контур на устройството. Синхронният двигател е двойно питаел електродвигател, който преобразува електрическа енергия в механична чрез магнитен контур. Следователно, той попада в категорията електромагнитни устройства. Получава трифазно електрическо захранване за своя обмотка на якора и постоянен ток за обмотката на ротора.

Синхронната ексцитація на двигателя се дефинира като постоянното захранване, предоставено на ротора, за да се създаде необходимият магнитен поток.

Една уникална характеристика на синхронните двигатели е, че могат да работят при всякакъв фактор на мощност - водещ, закъсняващ или единичен - в зависимост от ексцитаціята. При постоянно приложено напрежение (V), необходимият поток във въздушния зазор остава постоянен. Този поток се създава както от трифазното захранване на обмотката на якора, така и от постоянното захранване на обмотката на ротора.

СЛУЧАЙ 1: Когато полето ток е достатъчен, за да създаде потока във въздушния зазор, както изисква постоянното напрежение V, тогава магнетизиращият ток или реактивната мощност, необходима от източника на променлив ток, е нула и двигателят работи при единичен фактор на мощност. Полето ток, който причинява този единичен фактор на мощност, се нарича нормална ексцитація или нормален полето ток.

СЛУЧАЙ 2: Ако полето ток не е достатъчен, за да произведе необходимия поток във въздушния зазор, допълнителен магнетизиращ ток се изтегля от източника на променлив ток. Този допълнителен ток създава липсващия поток. В този случай, двигателят работи при закъсняващ фактор на мощност и се казва, че е недостатъчно ексцитиран.

СЛУЧАЙ 3: Ако полето ток надвишава нормалния ниво, двигателят е прекомерно ексцитиран. Този излишен полето ток генерира допълнителен поток, който трябва да бъде компенсиран от обмотката на якора.

Следователно, обмотката на якора изтегля водеща реактивна мощност или демагнетизиращ ток, водещ напрежението с около 90° от източника на променлив ток. В този случай, двигателят работи при водещ фактор на мощност.

Цялата концепция за ексцитація и фактор на мощност на синхронния двигател може да бъде сумирана в следния график. Това се нарича V-крива на синхронния двигател.

Заключение: Прекомерно ексцитиран синхронен двигател работи при водещ фактор на мощност, недостатъчно ексцитиран синхронен двигател работи при закъсняващ фактор на мощност, а нормално ексцитиран синхронен двигател работи при единичен фактор на мощност.