4. Рабочие характеристики

Построению этих характеристик предшествуют дополнительные расчеты коэффициента мощности, кпд, электромагнитного момента. Коэффициент мощности определяют по известным из опыта значениям тока, якоря I₁, напряжения питания U₁ и потребляемой мощности P₁:

где I₁, U₁ — фазные значения тока и напряжение якоря.

Вычисляют мощность на валу двигателя P₂:

где Р_{м д}, Р_{мех д} — потери в стали и механические потери синхронного двигателя при номинальном напряжении питания, Вт; I₁ — ток якоря в исследуемой точке, А.

Если напряжение сети отлично от номинального, то потери в стали пересчитываются по формуле

где U₁, U_ном — напряжение в опыте и номинальное напряжение двигателя, В.

Полученную величину Р'_{м д} подставляют вместо Р_{м д} при расчете мощности на валу двигателя Р₂.

Определяют кпд синхронного двигателя и момент на валу (в Н·м)

где Р₂ — мощность на валу, Вт; ω=314/p — угловая скорость, 1/с; р — число пар полюсов синхронного двигателя.

Рассчитанные мощность на валу, момент, кпд и коэффициент мощности заносят в таблицу. Рабочие характеристики по данным этой таблицы следует строить на двух рисунках: на одном — зависимости Р₁, М, I₁=f(P₂), на втором — зависимости η, cosφ=f(P₂)

Указанные расчеты проводятся при напряжении питания, равное номинальному (первое семейство характеристик), и при пониженном напряжении (второе семейство характеристик).

При одинаковом для обоих семейств характеристик значении мощности на валу Р₂≈Р_ном определяют энергетические показатели двигателя η, cosφ и выявляют, как на них влияет приложенное напряжение. При объяснении полученных результатов следует учитывать, что при номинальных токе возбуждения и напряжении питания синхронный двигатель работает в режиме перевозбуждения.