Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Синхронные электрические машины переменного тока



Синхронная машина состоит из вращающегося ротора, на котором имеются магнитные полюса и неподвижного изготовленного из пластин статора, в котором уложена трехфазная обмотка со сдвигом между фазами на 1200 (рис.3.5).

Рис.3.5. Устройство синхронной машины: 1- корпус; 2- сердечник статора; 3- обмотка статора; 4- ротор; 5- вентилятор; 6 – выводы обмоток статора; 7 – контактные кольца; 8 – щитки; 9 – возбудитель.

 

Магнитные полюса ротора могут образовываться постоянными магнитами, но чаще обмотками возбуждения, питаемыми постоянным током через укрепленные на валу изолированные кольца и щетки. Искрение щеток практически отсутствует т.к. кольца сплошные, а ток возбуждения мал. Число пар полюсов может быть большое, особенно для тихоходных мощных гидрогенераторов (до десятков).

Зазор между наконечником полюса и статором делается увеличивающимся к концам полюса, чтобы при вращении полюса в обмотке статора возникает ЭДС синусоидальной формы.

Частота синусоиды равна частоте вращению ротора, умноженной на число пар полюсов. При одной паре полюсов для 50 Гц необходима частота вращения 3000об/мин, при 50 пар полюсов всего 60 об/мин. При подключении нагрузки и протекании тока в обмотке возникает тормозящая сила , которая должна преодолеваться двигателем.

Синхронный генератор после подключения к сети (фазировка) работает синхронно с сетью. При малейшем увеличении скорости ротора ЭДС превышает напряжение сети, ток сильно увеличивается и тормозящая сила возрастает, при уменьшении скорости ротора ЭДС меньше напряжения сети, ток меняет направление, сила становится ускоряющей и генератор переходит в режим двигателя. Ротор синхронного двигателя может вращаться лишь со скоростью, равной скорости вращения магнитного поля статора.

При отсутствии синхронизма над данным магнитным полюсом ротора будут поочередно проходить токи разных направлений, и средняя сила будет равна нулю. Это является недостатком синхронных двигателей, которые при резком торможении выпадают из синхронизма.

Для пуска синхронных двигателей ротор надо предварительно привести во вращение со скоростью, близкой к синхронной. Для этого либо используется вспомогательный разгонный двигатель, либо используют преобразователь частоты с плавным ее повышением от нуля. Используют также так называемый асинхронный пуск, когда в ротор располагают продольную короткозамкнутую обмотку и в момент пуска двигатель работает как асинхронный, а при скорости, близкой к синхронной включают ток возбуждения полюсов. Заметим, что в синхронном режиме асинхронная короткозамкнутая обмотка не работает, т.к. вращающее магнитное поле статора ее не пересекает.

Из-за всех этих сложностей синхронные двигатели применяются редко, но в последнее время их применение возрастает из-за емкостного характера их нагрузки, особенно при перевозбуждении или вообще при отключении нагрузки. Имеются специальные синхронные компенсаторы, не имеющие выходного конца вала для нагрузки.

Емкостной характер нагрузки синхронного двигателя и синхронного компенсатора при перевозбуждении, когда магнитная цепь работают в режиме насыщения, объясняется опережением ЭДС относительно внешнего напряжения при нелинейной кривой намагничивания.

Влияние тока нагрузки генератора на магнитный поток и ЭДС аналогично реакции якоря машины постоянного тока. В ненасыщенном режиме и при чисто активной нагрузке магнитный поток обмотки статора перпендикулярен потоку ротора и не ослабляет его. При чисто индуктивной нагрузке реакция статора размагничивающая, при чисто емкостной – намагничивающая, увеличивающая магнитный поток ротора и ЭДС генератора. Кроме основных магнитных потоков в машине необходимо учитывать еще поток рассеяния обмотки статора как и поток рассеяния обмотки возбуждения.

Нагрузочные и регулировочные характеристики синхронного генератора приведены на рисунке 3.6.

 

 

Рис. 3.6. Внешние а) и регулировочные б) харак­теристики синхронного генератора:

1- при активной нагрузке; 2 - при индуктивной нагрузке; 3­ - при емкостной нагрузке

 

 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.