Ηλεκτρομηχανικές ιδιότητες σύγχρονων κινητήρων
Οι σύγχρονοι κινητήρες σε βιομηχανικές επιχειρήσεις χρησιμοποιούνται για την κίνηση πριονιστηρίων, μονάδων συμπιεστών και ανεμιστήρων κ.λπ., κινητήρες χαμηλής ισχύος χρησιμοποιούνται σε συστήματα αυτοματισμού όταν απαιτείται αυστηρά σταθερή ταχύτητα. Τα μηχανικά χαρακτηριστικά του σύγχρονου κινητήρα είναι απολύτως άκαμπτα.
Η ροπή στρέψης ενός σύγχρονου κινητήρα εξαρτάται από τη γωνία 0 μεταξύ των αξόνων των πόλων του ρότορα και του πεδίου του στάτορα και εκφράζεται με τον τύπο
όπου Mm είναι η μέγιστη τιμή ροπής.
Εξάρτηση M = f (θ) Ονομάζεται το γωνιακό χαρακτηριστικό μιας σύγχρονης μηχανής (Εικ. 1). Η λειτουργία του κινητήρα είναι σταθερή στο αρχικό τμήμα του γωνιακού χαρακτηριστικού. συνήθως λειτουργεί σε θ όχι περισσότερο από 30 - 35 °. Καθώς η ευστάθεια αυξάνεται, μειώνεται στο οριακό σημείο Β του χαρακτηριστικού (θ = 90Ο) η σταθερή λειτουργία καθίσταται αδύνατη. η ροπή που αντιστοιχεί στο όριο ευστάθειας ονομάζεται μέγιστη ροπή (ανατροπής).
Ρύζι. 1. Γωνιακό χαρακτηριστικό ενός σύγχρονου κινητήρα
Εάν ο σύγχρονος κινητήρας φορτωθεί πάνω από Mm, τότε ο ρότορας του κινητήρα θα πέσει εκτός συγχρονισμού και θα σταματήσει, κάτι που είναι μια κατάσταση έκτακτης ανάγκης για το μηχάνημα. Η ονομαστική ροπή του κινητήρα είναι 2-3 φορές μικρότερη από την ανατροπή. Η ροπή του κινητήρα είναι ανάλογη της τάσης. Οι σύγχρονοι κινητήρες είναι πιο ευαίσθητοι στις διακυμάνσεις της τάσης από τους επαγωγικούς κινητήρες.
Οι ιδιότητες εκκίνησης ενός σύγχρονου κινητήρα χαρακτηρίζονται όχι μόνο από το σύνολο της ροπής εκκίνησης, αλλά και από το μέγεθος της ροπής εισόδου Mvx που αναπτύσσεται από τον κινητήρα σε ολίσθηση 5% από τη συμπερίληψη του συνεχούς ρεύματος στην περιέλιξη διέγερσης του μοτέρ. Το πολλαπλάσιο της ροπής εκκίνησης είναι 0,8-1,25 και η ροπή εισόδου είναι κοντά σε μέγεθος με τη ροπή εκκίνησης ενός σύγχρονου κινητήρα.
Συγγενής την πολυπλοκότητα της εκκίνησης σύγχρονων κινητήρων και σχετικά υψηλή τιμή εξοπλισμό αυτόματου ελέγχου περιορίσει τη χρήση τους στη βιομηχανία.
Εάν το σύγχρονο μηχάνημα λειτουργεί με ταχύτητα ρελαντί (γωνία θ = 0), τότε τα διανύσματα της τάσης δικτύου U και του EMF E0 στην περιέλιξη του οπλισμού είναι ίσα και αντίθετα σε φάση. Αυξάνοντας το ρεύμα στην περιέλιξη του πεδίου πόλου, μπορεί να δημιουργηθεί υπερδιέγερση στο μηχάνημα. Σε αυτή την περίπτωση, το EMF E0 υπερβαίνει την τάση δικτύου U, προκύπτει ρεύμα στην περιέλιξη του οπλισμού
όπου E είναι το EMF που προκύπτει. xc είναι η επαγωγική αντίσταση της περιέλιξης του οπλισμού (η ενεργή αντίσταση της περιέλιξης συνήθως αγνοείται σε μια ποιοτική αξιολόγηση του τρόπου λειτουργίας του μηχανήματος).
Ρεύμα οπλισμού IL Προσαρμόζει το προκύπτον EMF E κατά γωνία 90 °, και σε σχέση με το διάνυσμα τάσης δικτύου, οδηγεί 90 ° (όπως και όταν οι πυκνωτές συνδέονται στο δίκτυο). Το μηχάνημα λειτουργεί με υπερδιέγερση, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για αντιστάθμιση άεργου ισχύος, μια τέτοια μηχανή ονομάζεται σύγχρονος αντισταθμιστής.