Регулирование скорости синхронных двигателей

Частота вращения ротора синхронного двигателя

, ( 8.6 )

где n – частота вращения ротора, об/мин;

f = 50Гц – стандартная частота переменного тока в странах СНГ;

р – число пар полюсов обмотки статора.

Как следует из ( 8.6 ), скорость синхронного двигателя можно регулировать двумя способами:

1. изменением частоты тока в обмотке статора;

2. изменением числа пар полюсов обмотки статора.

На упомянутом выше дизель-электроходе «Россия» для изменения частоты тока в

обмотке статора синхронного двигателя изменяли частоту тока генераторов путем измене

ния их скорости вращения ( за счет изменения подачи топлива дизелям ).

Все бы ничего, да только при параллельной работе генераторов приходилось син-

хронно изменять подачу топлива дизелям синхронным же перемещением реек топливных насосов дизелей.

По тем довоенным временам это было сложной инженерной задачей, но немецкие специалисты справились с ней.

В настоящее время для изменения частоты тока в обмотке статора используют ста-

тические тиристорные преобразователи частоты ( ТПЧ ).

Этот способ применяется для регулирования скорости в азиподных гребных уста-

новках.

Во втором случае каждую из трех фазной обмотки статора выполняют в виде двух одинаковых половин ( катушечных групп ), которые можно переключать с последователь

ного соединения на параллельное.

При таком переключении число полюсов обмотки статора уменьшается в 2 раза, а скорость ротора, наоборот, увеличивается в 2 раза ( см. формулу 8.6 ).

Как следует из принципа действия синхронной машины ( рис.8.11 ), число полюсов обмотки статора и полюсов ротора всегда должно быть одинаковым. Только при этом условии между электромагнитными полюсами статора и явно выраженными ( или неявно выраженными ) полюсами ротора возникает устойчивая связь.

Поэтому, во втором случае, одновременно с переключением катушечных групп в обмотке статора надо переключить катушки возбуждения на полюсах ротора с последова-

тельного их соединения на параллельное. При этом каждая параллельная ветвь будет со-

стоять из половины общего числа катушек.

Например, если ротор имеет 12 полюсов, то при последовательном соединении все 12 катушек образуют только одну ветвь. При переходе на параллельное соединение в каж-

дой параллельной ветви будет по 6 катушек.

Выше было сказано, что на судах синхронные двигатели применяются на электро-

ходах для привода гребных винтов.

На берегу эти двигатели применяются для привода мощных компрессоров на газо-

перекачивающих станциях ( Уренгой – Западная Европа ), а также в качестве синхронных компенсаторов реактивной мощности в энергосистемах, т.е. для повышения cosφ.