Noțiuni generale de mașini electrice - mașina sincronă

7.4. Maşina sincronă.

7.4.1. Generalităţi şi definiţii.

Maşina sincronă este o maşină de curent alternativ a cărei turaţie este constantă, indiferent de regimul de funcţionare (stabilizat) şi independent de valoarea sarcinii (în limite norma-le). Turaţia este cea de sincronism şi este legată riguros de frecvenţa f a reţelei de curent alternativ la care este cuplată maşina.

Maşinile sincrone pot funcţiona în două regimuri de bază, ca generatoare şi ca motoare.

În regimul de generator, maşina transformă puterea meca-nică, primită pe la arbore de la un motor auxiliar, în putere electrică, debitată într-o reţea de curent alternativ. În regimul de motor, maşina transformă puterea electrică, primită de la o reţea de curent alternativ, în putere mecanică, cedată pe la ar-bore unei instalaţii mecanice.

Un alt regim posibil de funcţionare a maşinii sincrone este acela de compensator al factorului de putere. Regimul de com-pensator nu este însă un regim de bază distinct, ci un regim de motor funcţionând în gol.

Cea mai largă răspândire o are maşina sincronă în regim de generator sincron trifazat, folosit în prezent, în exclusivitate, în toate centralele electrice de mare putere.

Motoarele sincrone se utilizează în instalaţiile la care este necesară menţinerea turaţiei riguros constantă şi un factor de putere bun la turaţii mici.

Compensatoarele sincrone se folosesc pentru compensarea puterii reactive în sistemele electromagnetice.

Regimul de funcţionare a unei maşini sincrone se caracte-rizează prin mărimile nominale înscrise pe plăcuţa ei indica-toare:

- regimul de funcţionare (generator, motor, compensa-tor);

- puterea: la generatoare – puterea aparentă la borne, în kVA sau MVA, sau puterea activă la borne, în kW sau MW; la motoare – puterea mecanică la arbore, în kW; la compensatoa-re – puterea reactivă la borne, în kVar sau MVar, în regim supraexcitat;

- curentul de linie în A sau kA;

- tensiunea de linie în V sau kV;

- factorul de putere;

- numărul de faze;

- conexiunea înfăşurărilor indusului;

- frecvenţa în Hz;

- tensiunea de excitaţie la funcţionarea în gol şi în regi-mul nominal;

- curentul de excitaţie nominal şi curentul de excitaţie maxim admisibil, în A sau kA.

De remarcat că, spre deosebire de transformator, la maşina sincronă sarcina admisibilă nu este caracterizată numai prin puterea aparentă ci şi prin factorul de putere, deoarece acesta determină valoarea puterii de excitaţie.

7.4.2. Particularităţi constructive şi sisteme de excitaţie.

La maşina sincronă, armătura inductoare, în general roto-rul, posedă o înfăşurare (de excitaţie) alimentată în curent continuu, iar armătura indusului, în general statorul, este echi-pată cu înfăşurarea de curent alternativ. Construcţia se face astfel, deoarece:

- curentul continuu, de alimentare a înfăşurării inducto-rului este mult mai mic decât curentul care circulă prin înfă-şurarea indusului;