Увеличение пускового момента происходит за счет эффекта вытеснения тока, при котором в момент пуска ток вытесняется в верхнюю часть обмотки, что эквивалентно увеличению активного сопротивления обмотки ротора.
После разгона двигателя ток распределяется равномерно по всему сечению паза.
СИНХРОННЫЕ МАШИНЫ
22. Устройство синхронной машины
Синхронная машина состоит из 2-х частей: неподвижного статора и вращающегося ротора.
Статор синхронной машины аналогичен статору асинхронной машины и состоит из станины, сердечника и трехфазной обмотки.
Обмотка ротора состоит из катушек образующих многополюсную систему с таким же числом полюсов, что и обмотка статора. Обмотка ротора называется обмоткой возбуждения (ОВ). Вращающаяся обмотка ротора соединяется с внешним источником постоянного тока при помощи контактных колец и щёток. Синхронные машины выполняются с неподвижным и вращающимся якорем (основное и обращенное исполнение). Якорем называется та часть машины, в которой индуцируется ЭДС.
Машины большой мощности имеют основное исполнение для удобства подвода энергии.
В машинах основного исполнения используется 2 типа ротора: явнополюсный и неявнополюсный.
Машины, работающие при скоростях вращения 1500 и 3000 об/мин изготавливают, как правило, с неявнополюсным ротором. Применение в них явнополюсного ротора нежелательно по условиям обеспечения механической прочности, крепления полюсов и обмотки возбуждения.
В полюсных наконечниках синхронных двигателей с явнополюсным ротором размещают стержни пусковой обмотки выполненной из материала с повышенным удельным электрическим сопротивлением (латуни). Такую же обмотку (типа «беличья клетка»), состоящую из медных стержней, применяют и в синхронных генераторах; ее называют демпферной (успокоительной) обмоткой,так как она обеспечивает быстрое затухание колебаний ротора, возникающих в переходных режимах работы синхронной машины.
23. Принцип действия синхронной машины
При вращении ротора со скоростью n2 магнитный поток создаваемый обмоткой возбуждения пересекает проводники обмотки статора и индуцирует в её фазах переменную ЭДС изменяющуюся с частотой , т.е. . Если обмотка якоря подключена к нагрузке, то протекающий по ней ток создаст вращающееся магнитное поле со скоростью вращения . Следовательно, , т.е. ротор и магнитное поле статора вращаются синхронно. Поэтому машина называется синхронной. Результирующий магнитный поток Фрез синхронной машины создается совместным действием МДС обмотки возбуждения и обмотки статора, и результирующее магнитное поле вращается в пространстве с той же частотой, что и ротор.
Синхронная машина может работать автономно в качестве генератора, питающего подключенную к ней нагрузку, или параллельно с сетью, к которой присоединены другие генераторы. При работе параллельно с сетью она может отдавать или потреблять электрическую энергию, т. е. работать генератором или двигателем.
Таким образом, для установившихся режимов работы синхронной машины характерны следующие особенности:
а) ротор машины, работающей как в двигательном так и в генераторном режимах, вращается с постоянной частотой, равной частоте вращения магнитного поля, т. е. n2 = n1;
б) частота изменения ЭДС Е1, индуцируемой в обмотке якоря, пропорциональна частоте вращения ротора;
в) в установившемся режиме ЭДС в обмотке возбуждения не индуцируется; МДС этой обмотки определяется только током возбуждения и не зависит от режима работы машины.
24. Работа синхронного генератора под нагрузкой. Реакция якоря.
При работе синхронного генератора под нагрузкой, в обмотках якоря протекает ток. Этот ток создает магнитное поле якоря, вращающегося с такой же скоростью что и ротор, т.е. магнитный поток якоря и поток возбуждения будут взаимно неподвижны, и результирующий поток машины будет создаваться суммарным действием магнитных потоков статора и ротора.
Воздействие магнитного потока якоря на результирующий поток синхронного генератора называется реакцией якоря. Реакция якоря зависит от характера нагрузки.
При активной нагрузке реакция будет поперечная размагничивающая.
При индуктивной нагрузке реакция якоря будет продольная размагничивающая (размагничивание сильнее, чем при активной).
При емкостной – продольная намагничивающая.
25. Основные характеристики синхронного генератора
Характеристика холостого хода – это зависимость напряжения на выходе генератора от тока возбуждения при токе нагрузки равном нулю.
E0=f(Iв) при n=const, Ia=0
Описывается следующим уравнением:
Нелинейность характеристики холостого хода обусловлена нелинейностью кривой намагничивания.
Наличие остаточной ЭДС вызвано остаточным магнитным потоком в индукторе.
Внешняя характеристика – это зависимость напряжения на выходе генератора от тока нагрузки при постоянном токе возбуждения.
U=f(Ia) при n=const, IB=const
Если пренебречь активным сопротивлением обмотки якоря, то уравнение внешней характеристики примет вид:
,
где хс – полное синхронное сопротивление машины.
Ia
Таким образом, изменение напряжения обусловлено двумя причинами:
, т.е. 
. Если обмотка якоря подключена к нагрузке, то протекающий по ней ток создаст вращающееся магнитное поле со скоростью вращения 
. Следовательно, 
, т.е. ротор и магнитное поле статора вращаются синхронно. Поэтому машина называется синхронной. Результирующий магнитный поток Фрез синхронной машины создается совместным действием МДС обмотки возбуждения и обмотки статора, и результирующее магнитное поле вращается в пространстве с той же частотой, что и ротор.
,