SINHRONIE DZINĒJI UN KOMPENSATORI SINHRONĀ DZINĒJA DARBĪBAS PRINCIPS
Sinhronās mašīnas ir apgriezeniskas, t.i., tās var darboties kā ģeneratora režīmā, tā arī dzinēja režīmā. Sinhronais dzinējs konstruktīvi ne ar ko neatšķiras no sinhronā ģeneratora. Sinhronā dzinēja darbības principa pamata ir statora rotējošā magnētiskā lauka un rotora polu magnētiskā lauka mijiedarbība.
SINHRONĀ DZINĒJA DARBĪBAS PRINCIPS Statora magnētisko sistēmu vienkāršoti var attēlot kā apļveida serdi ar izvirzītiem poliem, kura rotē ar ātrumu n 1 apgr/min. Magnētiskās spēka līnijas saista šos polus ar pretējas polaritātes rotorā poliem
SINHRONĀ DZINĒJA DARBĪBAS PRINCIPS Rotējošais magnētiskais lauks «velk līdzi» rotora polus, un rotors rotē ar tādu pašu ātrumu. Rotora griešanās ātrumu, kas vienāds ar statora magnētiskā lauka rotācijas ātrumu, sauc par sinhrono. Sinhrono dzinēju slogojot, tā rotors atpaliek par zināmu leņķi θ no rotējošā magnētiskā lauka, pie tam, slodzei pieaugot, leņķis θ palielinās
Griezes momenta atkarība no leņķa θ Sinhronā dzinēja griezes moments ir proporcionāls spaiļu spriegumam. Rotors griežas ar sinhrono ātrumu, kas nav atkarīgs no slodzes. Sinhronā dzinēja griezes momenta atkarība no leņķa θ attēlota zīmējumā. Līkne ir sinusoidāla. Dzinēja nominālās slodzes gadījumā leņķis θ = °. Šāda leņķa θ vērtība nodrošina dzinēja pārslodzes spēju.
Sinhronā dzinēja darba raksturlīknes Par sinhronā dzinēja darba raksturlīknēm sauc rotora griešanās ātruma n 2, statora strāvas I, pievadītās jaudas P 1, lietderīgā griezes momenta M 2, jaudas koeficienta cosφ un lietderības koeficienta η atkarību no dzinēja atdotās jaudas P 2, ja tīkla spriegums U t, tīkla frekvence f 1 un ierosmes strāva I ie ir nemainīgi.
Sinhrono dzinēju palaišana Sinhrono dzinēju nevar palaist, to tieši pieslēdzot tīklam. Dzinēja rotors inerces spēku dēļ nevar uzreiz sekot statora magnētiskajam laukam, kura ātrums pieslēgšanas momentā ir vienāds ar sinhrono. Lai palaistu sinhrono dzinēju, nepieciešams iegriezt tā rotoru līdz sinhronajam ātrumam. Tad, dzinēju pieslēdzot tīklam, starp rotoru un statoru rodas nepieciešamā magnētiskā saite, rotors ieiet sinhronismā un sāk griezties ar sinhrono ātrumu. Sinhronā dzinēja iegriešanai līdz sinhronajam ātrumam lieto palīgdzinēju, kura jauda nepārsniedz % no sinhronā dzinēja jaudas. Pēc sinhronā dzinēja sinhronizācijas un pieslēgšanas tīklam palīgdzinēju atvieno no sinhronā dzinēja. Šādas palaišanas laikā sinhronais dzinējs nedrīkst būt slogots, jo palīgdzinēja jauda ir niecīga. Pēdējā laikā šādu palaišanas paņēmienu praktiski nelieto.
Sinhrono dzinēju palaišana Plaši lieto sinhronā dzinēja asinhrono palaišanu. Sājā nolūkā rotora polu uzgaļos izvieto palaišanas tinumus īsslēgtu stieņu veidā. Tad sinhrono dzinēju var palaist kā asinhrono. Pēc statora pieslēgšanas tīklam tā rotējošais magnētiskais lauks šķeļ palaišanas tinuma īsslēgtos stieņus, inducējot tajos EDS, un rezultātā palaišanas tinumā plūst strāva. Palaišanas tinuma strāvas radītā magnētiskā lauka un statora magnētiskā lauka mijiedarbības rezultātā rodas griezes moments, kurš rotoru iegriež līdz ātrumam, kas nedaudz mazāks par sinhrono. Pēc tam sinhronā dzinēja rotora ierosmes tinumam pievada līdzstrāvu un dzinējs ieiet sinhronismā.
Sinhronais kompensators Sinhronā dzinēja ierosmes strāvas izmaiņas rezultātā mainās statora kopējā strāva. Pārierosinot sinhrono dzinēju, tas darbojas ar apsteidzošu strāvu attiecībā pret tīkla spriegumu, palielinot tīkla cosφ. Ja dzinēju ierosina nepilnīgi, tas darbojas ar atpaliekošu strāvu, pazeminot tīkla cosφ. Bieži jaudas koeficienta uzlabošanai tīklam pieslēgtos sinhronos dzinējus pārierosina.
Sinhronais kompensators Atvieglotās konstrukcijas sinhronās mašīnas, kuras darbojas bez slodzes ar lielu pārierosinājumu un paredzētas tikai tīkla jaudas koeficienta palielināšanai, sauc par sinhronajiem kompensatoriem. Tos lieto ari sprieguma regulēšanai elektropārvades līnijās. Sinhronā kompensatora jaudu izvēlas atkarībā no kompensējamās reaktīvās jaudas. Sinhronos kompensatorus pievieno pazeminošās apakšstacijas kopnēm (parasti augstākā sprieguma pusē). Šādā slēgumā tie atslogo pārvades līniju un ģeneratorus no reaktīvās strāvas. Jaudas koeficientu izdevīgi palielināt līdz vērtībai 0,9. tālāka jaudas koeficienta palielināšana ir ekonomiski neizdevīga, jo nelielai kopējās strāvas samazināšanai jāuzstāda lielas jaudas kompensatori.
Reaktīvais sinhronais dzinējs Trīsfāzu sinhronā reaktīvā dzinēja stators izveidots līdzīgi sinhronā dzinēja statoram, bet rotors ir ar izvirzītajiem poliem bez ierosmes tinuma. Pieslēdzot statora tinumu tīklam, rodas rotējošais magnētiskais lauks. Rotora izvirzīto polu pievilkšanās rezultātā šis lauks rada griezes spēku, kas tiecas rotoru pagriezt stāvoklī, kurā statora magnētiskās ķēdes pretestība ir minimālā. Tādējādi reaktīvā momenta darbības rezultātā dzinēja rotors griežas sinhroni ar statora rotējošo magnētisko lauku. Griezes momentam ir maksimālā vērtība, kad leņķis θ=45° Reaktīvos sinhronos dzinējus palaiž asinhroni. Šajā nolūkā rotora polu uzgaļos iemontē īsslēgtus palaišanas stieņus vai arī, ja dzinēju palaiž bez slodzes, izmanto rotora masīvajās daļās inducēto virpuļstrāvu magnētiskā lauka un statora rotējošā magnētiskā lauka mijiedarbību.
Reaktīvais sinhronais dzinējs Reaktīvajiem sinhronajiem dzinējiem ir daži trūkumi: tiem ir lieli izmēri, zems lietderības koeficients un cosφ, maza pārslodzes spēja. Šos dzinējus izmanto automātikā, signalizācijas un sinhrono sakaru iekārtās, kur nepieciešams nemainīgs griešanās ātrums. Reaktīvo dzinēju jauda ir neliela (daži desmiti vatu). Automātikas ietaisēs bieži lieto vienfāzes reaktīvos sinhronos dzinējus, kuriem statora tinums izveidots tāpat kā asinhronā dzinēja statoram ar palaišanas tinuma ķēdē slēgtu kondensatoru.