Синхронные двигатели общепромышленного применения

Синхронные электрические машины, так же как и другие электрические машины, обратимы, т. е. могут работать в режимах гене­ратора и двигателя. Поэтому конструкция синхронного электродвигателя практически ничем не отличается от конструкции синхрон­ного генератора.

При использовании в качестве электродвигателя синхронная ма­шина потребляет электрическую энергию из питающей сети и пре образует ее в механическую. По сравнению с асинхронными электродвигателями синхронные имеют ряд существенных преимуществ, особенно при незначительных частотах вращения и больших мощ­ностях машин. Синхронные электродвигатели могут быть трех- и однофазными. Наиболее распространены трехфазные, работа которых основана на взаимодействии поля постоянных магнитов (электромагнитов) ротора с вращающимся магнитным полем, создаваемым обмоткой якоря (статора).

В большинстве практических случаев синхронные электродвигатели выполняют явнополюсными.

Частота вращения синхронных электродвигателей, в отличие от асинхронных, строго постоянна и зависит только от частоты f пи тающего напряжения и числа пар полюсов р двигателя: n=60f/p,

При включении обмотки статора синхронного электродвигателя в трехфазную сеть, так же как в асинхронном двигателе, возникает вращающееся магнитное поле, частота вращения которого определяется приведенным выражением.

Однако при подаче постоянного тока в обмотку ротора последний не сдвинется с места и останется в неподвижном состоянии, так как синхронный электродвигатель имеет пусковой момент, равный нулю. Объясняется это тем, что вращающий момент синхронного электродвигателя, так же как и любой другой электрической машины, создается в результате взаимодействия магнитного поля статора с магнитным полем полюсов ротора. При нормальной работе синхронного электродвигателя его ротор вращается с частотой вращающегося магнитного поля статора. При этом разноименные полюса полей статора и ротора, притягиваясь друг к другу, оказываются как бы сцепленными между собой через воздушный зазор машины. Магнитное поле статора при вращении увлекает за собой полюса ротора и заставляет их вращаться с той же частотой вращения, что и вращающееся магнитное поле.

В момент пуска ротор синхронного двигателя находится в неподвижном состоянии. Вращающееся же магнитное поле статора безынерционно и при включении обмотки якоря мгновенно приобретает частоту вращения, равную синхронной частоте вращения n=60f/p. Вращаясь относительно полюсов неподвижного ротора, вращающееся магнитное поле создает знакопеременный момент. При этом возникает вращающее усилие в направлении вращающегося поля или в противоположном ему направлении. Так как ротор синхронного двигателя характеризуется определенной массой, а следовательно, обладает инерцией, то под действием знакопеременного момента он не в состоянии мгновенно сдвинуться с места и приобрести синхронную частоту вращения. В результате синхронный электродвигатель не придет во вращение и будет стоять на месте. Поэтому пуск синхронного двигателя осуществляется с применением специальных пусковых устройств.

Синхронные электрические машины применяют в качестве гене­раторов на передвижных и стационарных электрических станциях, в качестве двигателей — в установках, не требующих регулирования частоты вращения или нуждающихся в постоянной частоте вращения.

Синхронные электродвигатели серии СД2 и генераторы серии СГ2 изготовляют мощностью от 132 до 1000 кВт, в защищенном исполнении IP23, с самовентиляцией IC01, с частотой вращения от 1500 до 1500 об/мин, используют для привода механизмов, не требующих регулирования частоты вращения. Двигатели изготовляют на напряжения 380 и 6000 В, при частоте 50 и 60 Гц. Генераторы предназначены для трехфазной системы переменного тока напряже­нием 400 В, частотой 50 Гц на стационарных дизель-электрических станциях.

Электрические машины серий СД2 и СГ2 рассчитаны на продолжительный режим работы. Возбуждение осуществляют от устройства, питающегося от дополнительной обмотки, ре­гулируют изменением угла зажигания тиристоров преобразователя возбудительного устройства. Нагревостойкость изоляционных ма­териалов соответствует классу В.

Турбогенераторы предназначены для выработки электроэнергии в продолжительном номинальном режиме работы при непосредст­венном соединении с паровыми или газовыми турбинами, устанав­ливаются на тепловых и атомных электростанциях.

Турбогенераторы с воздушным охлаждением (серии Т) выпускают мощностью 2,5; 4; 6; 12 и 20 МВт. Генераторы мощностью 2,5 — 12 МВт имеют косвенное воздушное охлаждение активных частей; мощностью 20 МВт — непосредственное воздуш­ное охлаждение обмотки ротора.

Циркуляция охлаждающего воздуха в турбогенераторе осущест­вляется внутренними вентиляторами. Для уменьшения попадания пыли внутрь корпуса статора на валу предусмотрены воздушные уплотнения, для восполнения утечек воздуха предусмотрен засос воздуха из окружающей среды через фильтры.

Синхронные генераторы серии ГАБ входят в комп­лект бензоэлектрических агрегатов типа АБ, предназначенных для работы в качестве перевозных источников энергии.

Бензоагрегаты обеспечивают нормальную работу при темпера­туре окружающего воздуха от +50 до — 50 °С, при относительной влажности до 98% при температуре до +25°С. При увеличении высоты установки до 2000 м мощность агрегатов снижается на 20%.

Синхронные генераторы серий ОС и ЕСС трехфазные, со стати­ческой системой возбуждения, автоматическим регулированием на­пряжения предназначены для продолжительного режима работы. Они служат источниками переменного тока частотой 50 Гц и номинальным напряжением 230 и 400 В в стационарных и передвижных электроустановках.

Генераторы серии ЕСС5 выпускают на напряжения 230; 400 и 440 В и частоты 50 Гц при частоте вращения 1000 или 1500 об/мин и 60 Гц при 1200 или 1800 об/мин. Генераторы не предназначены для параллельной работы, имеют четыре варианта комплектации по аппаратуре управления и возбуждения.

Синхронные генераторы серии ГСФ. Синхронные генераторы ти­пов ГСФ-100 и ГСФ-200 мощностью 100 и 200 кВА предназначены для работы в стационарных или передвижных дизель-электрических установках.

Генераторы имеют фланцевое исполнение, один конический конец вала и соединяются с приводом при помощи упругой паль­чиковой муфты. Рассчитаны на работу в невзрывоопасной среде при температуре окружающего воздуха от —50 до 50 °С в режиме S1. Исполнение по степени защиты от влияния окружающей среды IP21 у генераторов типа ГСФ-100М и IP23 у генераторов типа ГСФ-200. Климатическое исполнение У и Т; категория размеще­ния 2.

Синхронные компенсаторы применяются для регулирования ре­жимов работы энергетических систем, поддержания оптимального уровня напряжения, снижения потерь электроэнергии в сетях, увели­чения пропускной способности и обеспечения устойчивости энерго­систем.

Синхронные компенсаторы — синхронные машины, работа­ющие в режиме двигателя без активной нагрузки (в режиме холо­стого хода) и генерирующие в электрическую сеть реактивный опережающий или отстающий ток.

Синхронные компенсаторы с воздушным охлаждением. Синхрон­ные компенсаторы выпускают мощностью до 16 MBА на напряже­ние 6,3 и 10,5 кВ и мощностью 25 MBА на напряжение 10,5 кВ, частота вращения 1000 об/мин. Устанавливаются компенсаторы в закрытом помещении, исполнение компенсаторов — закрытое.

Подвод воздуха к вентиляторам осуществляют силуминовыми диффузорами, прикрепленными к внутренним воздухоразделяющим щитам статора.

Синхронные компенсаторы серии КСВ с водородным охлаждени­ем выпускают мощностью 50, 100 и 160 MBА. Охлаждение циркулирующего в машине водорода производится встроенными газоохладителями, расположенными вертикально по две секции с обеих сторон машины.

Схема вентиляции - радиальная. Напор газа создается осевыми вентиляторами, установленными на роторе. Водород проходит по радиальным каналам между пакетами остова ротора и попадает в газоохладители, расположенные вертикально с обеих сторон кор­пуса. Система водородного охлаждения обеспечивает поддержание при эксплуатации компенсатора рабочего давления водорода, конт­роль чистоты водорода, пополнение утечек.

Поиск по сайту: