Синхронна машина: Разлика между версии

| isbn = }}</ref>. Когато се използва като [[Електрически генератор|генератор]], синхронната машина е по-известна като '''алтернатор'''.

== Въведение ==

. Общото в устройството на роторите на синхронните машини (явнополюсни и неявнополюсни) е, че те имат възбудителни намотки, които се захранват с постоянен [[ток]]. Този ток се произвежда от постояннотоков генератор, който се нарича възбудителка, или се получава от някакъв друг източник(токоизправители акумулаторни батерии и тнт.н. В най-общия случай възбудителният ток се подава на роторната (възбудителната) намотка чрез контактни пръстени и четки. Съществуват и по сложни безконтактни системи за възбуждане при големите машини.

[[Файл:Alternator 1.svg|мини|вдясно|Принципна схема на алтернатор: въртяща се магнитна среда (ротор) и неподвижен проводник около него (статор). В статора се индуцира електрически ток от магнитното поле на въртящия се ротор.]]

Автоматичен регулатор на напрежението може да се използва за контролиране на тока генериращ магнитното поле в ротора, за да поддържа изходното напрежение стабилизирано. Ако изходното напрежение спадне, заради увеличена консумация повече ток се осигурява в роторните намотки през регулатора на напрежението и тока Това увеличава магнитното поле около възбудителните намотки, което индуктира по-високо напрежение в изходните намотки на статора и така изходното напрежение остава непроменено.

== Натоварване на синхронната машина ==

[[Файл:3phase-rmf-noadd-60f-airopt.gif|мини|вдясно|Схема на трифазен алтернатор. Стрелките показват големината и посоката на тока във всяка от намотките.]]

Най-често синхронните машини са трифазни. При работа на празен ход в трите фази на синхронната машина се индуктират е.д.н., които образуват симетрична система. При еднакви пълни съпротивления (консуматори) включени към котвената намотка, съществува симетрична система токове. Токовете в котвената намотка създават свое [[магнитно поле]], което е кръгово въртящо се със синхронна честота на въртене. Следователно полето на възбуждането и полето на котвата се въртят синхронно и от двете се получава резултатно магнитно поле. Именно въздействието на котвеното поле върху полето на възбуждането, в резултат на което се получава резултатното магнитно поле на машината, се нарича реакция на котвата. При натоварване с активен товар магнитодвижещото напрежение (м.д.н.) на [[Електромагнитна индукция|индуктор]]а (възбудителната намотка-ротора) е перпендикулярно на м.д.н. на статорната намотка. В такъв случай съществува напречна реакция на котвата. При натоварване с чисто индуктивен товар реакцията на котвата е насочена срещу м.д.н. на възбуждане и е размагнитваща. При натоварване с чистокапацитивенчисто капацитивен товар реакцията на котвата е по посока на м.д.н. на възбудителя и е намагнитваща. При индуктивно и капацитивно натоварване, възниква реакция, която е по оста на индуктора. Тя се нарича надлъжна реакция (по надлъжната ос d). За разлика от асинхронния двигател, при синхронния, въртящият момент е пропорционален на захранващото напрежение. При асинхрония двигател, въртящият момент зависи от квадрата на захранващото напрежение.

Изходната честота на генератора зависи от броя на полюсите (които могат да бъдат в статора или ротора) и оборотите в минута на ротора. Тази таблица дава някои основни примери: n = 2 х 60 x f / p, където: n - – обороти на машината; f -  – честота на въртене на машината / 50 Hz или 60 Hz/, умножена по шейсет за една минута, разделено на чифтовете полюси.

Пускането на синхронният двигател eе един от най-важните му режими на работа, имайки предвид че скоростта на въртене зависи от честотата на захранващото напрежение. Пускането с е сложно и от гледна точка на инерцията на ротора. При всички случаи е наложително плавно влизане в синхронизъм при пускане. При големите машини роторът се развърта от по-малък двигател до честота близка до синхронната. Ако няма такъв , това може да стане чрез постепенно увеличаване на възбудителният ток докато честотите на въртене се изравнят.

* Собствено (с възбудителна машина на вала на синхронния двигател )

Синхронният двигател се нарича "синхронен"„синхронен“, защото честотата на въртене на ротора е синхронна с въртящото се магнитно поле образувано от статорната намотка. При пускане той не може веднага да тръгне в синхронен режим. Обикновено в ротора му е монтирана успокоителна намотка, която същопомагасъщо помага за развъртане в асинхронен режим и при намаляване на хлъзгането се пуска ток в работната роторна намотка и двигателят влиза в синхронизъм. В съвременните машини това става автоматично. Синхронната машина по същество една и съща машина като синхронен двигател и синхронен генератор. Големите синхронни двигатели са по-ефективни от асинхронните двигатели. Синхронният двигател, с възбуждане от постоянен ток, лесно може да промени фактора на мощността си като се промени тока на възбуждането. Направата на синхронни двигатели е по-сложна, отколкото направата на асинхронни двигатели, поради необходимостта от система за възбуждане. Преимуществото на синхронните двигатели с постоянни магнити е, че те не се нуждаят от ток за възбуждане.

То трябва да сигурно и икономично. Възбудителния ток трябва да може да се регулира в известни граници, бързо и да поддържа статичната и динамична устойчивост. Ако трябва да се използва за компенсация на cos&nbsp;φ, при увеличаване на съпротивителния момент на вала на електродвигателя трябва да се увеличи и възбуждането му, (реакция на котвата) с цел запазване на cos&nbsp;φ. Както е известно cos φ може да е положителен или отрицателен. При недовъзбуждане се консумира индуктивна енергия, при превъзбуждане се генерира.

В последните години нарасна използването на синхронни двигатели съвместно с полупроводникови схеми на възбуждане, поради малката инертност при регулиране на възбудителното напрежение (от порядъка на ms), но най-перспективни са синхронни двигатели с постоянни магнити .

Повечето съвременни синхронни двигатели използват неодимовите магнити. Това са постоянни магнити, направен от сплав на неодим, желязо и бор&nbsp;— – Nd₂Fe₁₄B) или самарий-кобалт (Sm-Co) също така се използват постоянните магнити от типа Alni, AlNiCo и TiCoNao представляващи сплави на базата на Fe, Al, Ni, Co, Cu и Ti. Те се отличават с относително висока остатъчна намагнитеност Br и висока магнитна енергия (ВН)мах, нисък коефициент на температурни изменения - – 0.02%/°С, висока точка на Кюри - – 850°С и работна температура до 450°С. Тези характеристики ги правят незаменими при използуването им в електродвигатели измервателни прибори, прецизни акустични преобразуватели, сензорни и други устройства, Новите технологии при производството им, създадени при свръхналягане, лазерна заварка, уникален процес на намагнитване позволиха масовото им използване в синхронните двигатели (Permanent Magnetic Synchronous motor).

== Вижте също ==