Переходный процесс в узле нагрузки при пуске синхронного двигателя

Синхронный двигатель при пуске подключают к сети невозбуж­денным. Его обмотка возбуждения закорочена или замкнута на со­противление

(5.22)

где -сопротивление обмотки возбуждения двигателя.

Разгоняясь как асинхронный, он достигает частоты вращения, близкой к синхронной и называемой подсинхронной частотой вращения. При этом движение двигателя удовлетворяет уравнению

где при синхронной частоте вращения

После этого подают напряжение на обмотку возбуждения дви­гателя и он, приобретая свойства синхронного двигателя, входит в синхронизм. Таким образом, процесс пуска синхронного двига­теля условно можно разбить на два этапа:

1) разгон до подсинхронной частоты вращения ( ) под действием среднего асинхронного момента;

2) вхождение в синхронизм под влиянием моментов, созданных возбуждением и зависящих от угла между осью ротора и вектором вращающегося поля статора.

На первом этапе определяющее значение имеют начальный тол­чок тока статора и длительность разгона до подсинхронной часто­ты вращения. Начальный толчок периодической составляющей тока статора определяется выражением

(5.23)

где -напряжение в той точке, где оно может быть принято не зависящим от режима работы двигателя; -сверхпереходное сопротивление двигателя; - внешнее сопротивление цепи ста­тора между точкой с напряжением и выводами статора.

Длительность разгона до подсинхронной частоты вращения мож­но определить так же, как и для асинхронного двигателя.

На втором этапе пуска на несинхронно вращающийся ротор синхронного двигателя, кроме асинхронного момента, действуют синхронный момент, зависящий от угла δ и обусловленный возбуж­дением, а также момент сопротивления механизма. Вхождение в синхронизм может произойти только после подачи возбуждения, при котором у двигателя создается дополнительный знакоперемен­ный момент.