Существует два способа пуска синхронных двигателей.

Синхронный пуск осуществляется с помощью дополнительно­го разгонного двигателя, находящегося на одном валу с ротором СД, который заставляет ротор вращаться. Этот способ используется толь­ко при холостом ходе синхронного двигателя и в настоящее время почти не применяется.

Мощность разгонного двигателя невелика, она определяется мощностью, необходимой только для вращения ротора СД. Когда ча­стота вращения ротора достигает частоты вращения магнитного поля статора, обмотку статора СД подключают к сети трехфазного пере­менного тока, а в обмотку ротора подается постоянный ток. После этого разгонный двигатель отключается и СД вращается с синхрон­ной скоростью.

Асинхронный пуск.

Для его реализации в пазах полюсных наконечников ротора располагают стержни пусковой короткозамкнутой обмотки, выполненной аналогично обмотке короткозамкнутого ротора (рис. 4).

Рисунок 4 - Асинхронный пуск синхронного двигателя

Для пуска синхронного двигателя замыкают обмотку возбуждения ОВ на резистор r, сопротивление которого в 8 - 12 раз превышает активное сопротивление ОВ, а затем включают в трёхфазную сеть обмотку статора. Вращающееся поле статора индуцирует в стержнях пусковой обмотки ЭДС и в этих стержнях возникают токи. В результате взаимодействия этих токов с вращающимся полем статора на каждый стержень ротора действует электромагнитная сила Fэм. Совокупность таких сил создает на роторе асинхронный электромагнитный момент Ma, под действием которого ротор начинает вращаться в ту же сторону, что и поле статора. После разгона ротора до частоты вращения, близкой к синхронной (n2 ≈ 0,95n1), обмотку возбуждения И1-И2 подключают к источнику постоянного тока. При этом двигатель возбуждается (полюса ротора намагничиваются), между вращающимся полем статора и полюсами ротора устанавливается устойчивая магнитная связь, создающая синхронный электромагнитный момент M, и двигатель втягивается в синхронизм, т.е. его ротор начинает вращаться синхронно с вращающимся магнитным полем. При этом в пусковой обмотке ротора больше не наводится ЭДС, поэтому асинхронный момент Mа = 0.

При явнополюсном роторе в полюсные наконечники закладывается короткозамкнутая пусковая обмотка из медных или латунных стержней. Она напоминает беличье колесо асинхронной машины, но занимает лишь часть окружности ротора.

Пуск двигателя состоит из двух этапов:

-первый этап: асинхронный набор частоты вращения при от­сутствии возбуждения постоянным током;

- второй этап: втягивание в синхронизм после включения по­стоянного тока возбуждения.

Во время первого этапа обмотку возбуждения СД, находящуюся на роторе, отключают от источника постоянного тока и замыкают на резистор

R= (6..10) Rв,

где Rв - сопротивление обмотки возбужде­ния,

т. к. при разомкнутой обмотке в ней может индуктироваться значительная ЭДС, опасная для целостности изоляции.

Двигатель становится как бы асинхронным, и под действием асинхронного момента скорость ротора удается довести примерно до 0.95Ω1.

После того, как ротор разогнался, обмотку возбуждения снова подключают к источнику постоянного тока (второй этап). Возникает синхронный электромагнитный момент, машина втягивается в син­хронизм. т. е. ротор и поле статора вращаются синхронно (Ω1=Ω2).

При нагрузке на валу в статорной обмотке возникают активные составляющие тока i1_a, которые имеют направление, противополож­ное направлению ЭДС в роторе. Эти токи создают свое вращающее магнитное поле.

В результате воздействия магнитного поля токов статора i1_a на постоянные токи обмотки возбуждения ротора возникает электро­магнитный момент, вращающий ротор.

Иначе говоря, образование вращающего электромагнитного момента синхронного двигателя можно рассматривать как результат взаимодействия полюсов двух намагниченных тел - статора и ротора, причем ведущий элемент - полюсы статора, а ведомый - полюсы ротора.

Этот вращающий момент уравновешивает противодействую­щий момент рабочего механизма.

Равенство моментов двигателя и нагрузки не превышает наибольшего значения момента, который в состоянии развить син­хронный двигатель.

Если равновесие моментов будет невозможно, то поддержание синхронной скорости вращения ротора нарушается и машина выпа­дает из синхронизма, скорость машины начинает падать, возникают недопустимые колебания тока и вращающего момента, при этом дви­гатель надо немедленно отключить от сети.

Уменьшение напряжения в сети, питающей статор, приводит к уменьшению максимального момента, развиваемого двигателем и к снижению его запаса устойчивости, но соответствующим регулиро­ванием тока возбуждения ротора можно восстановить прежнее зна­чение момента. Этим синхронный двигатель выгодно отлича­ется от асинхронного.