Робота синхронного двигуна при сталій потужності.

При сталій потужності на валу СД активна потужність, яку споживає двигун з мережі

практично не змінюється. Як бачимо у це рівняння безпосередньо не входить стум збудження (ротора) і, отже, з погляду виконання двигуном механічної роботи цілком байдуже, який у машини буде режим збудження. Разом з тим це є дуже важливим з енергетичної точки зору.

При зміні струму збудження I₂, що викликає зміну ЕРС статора Е₁, оскільки Р₁= const, U₁= const, f₁= const та М_ем= const, добутки величин I₁cosj₁ та E₁sinq залишаються незмінними. Таким чином, із зміною I₂, при сталій активній складовій I₁cosj₁ = const змінюється реактивна складова I₁sinj₁ струму статора, а отже, і реактивна потужність двигуна. Це означає, що при будь-якому, не більшому за допустиме, навантажені з боку робочої машини завжди є таке значення I₂ = I^¢₂ (нормальне збудження машини) при якому j₁ = 0, cosj₁ = 1 і, отже, струм статора СД буде мінімальний I₁ = I_1min. При I₂ < I^¢₂, коли машина недозбуджена, маємо I₁ > I_1min, j₁ > 0, тобто двигун працює в активно-індуктивному режимі. При I₂ > I^¢₂, коли машина перезбуджена, маємо I₁ > I_1min, j₁ < 0, тобто двигун працює в активно-ємнісному режимі. Характер зміни струму статора від струму збудження у роторі при Р₁₀ < Р₁₁ < Р₁₂ – так звані U-подібні криві, показано на рис. 4.47.

З даних наведених на рис. 4.47 випливає, що найвигіднішим для СД є такий струм збудження, коли потрібну механічну потужність дістаємо при найменшому робочому струмі статора – крива I₂= f(P₁)при cosj₁ = 1 на рис 4.47 показана пунктиром. Разом з тим, СД працюють не ізольовано від іншого електротехнічного обладнання і їх вмикають у мережу, від якої живляться й інші споживачі. На підприємствах харчової і переробної промисловості основну частину навантаження мережі звичайно дають АД. Як відомо, вони, АД, являють собою активно-індуктивне навантаження і, отже, споживають відстаючій струм. Це знижує коефіцієнт потужності (cosj) мережі і негативно впливає на роботу всього електротехнічного обладнання підприємства. Тому найраціональнішим режимом роботи СД слід визнати активно-ємнісний режим (з випереджаючим струмом), який створюється при перезбудженні двигуна. При цьому реактивна складова струму СД буде частково компенсувати реактивну складову струмів АД. Тим самим загальний струм, що надходить до споживачів буде меншим, а коефіцієнт потужності мережі підприємства в цілому більшим.

Здатність СД працювати в режимі перезбудження при випереджаючому струмі є його цінною властивістю, яка використовується для підвищення cosj окремих споживачів і енергетичних систем у цілому.