33. Обгрунтуйте побудову практичної діаграми Потьє.

34. Обгрунтуйте будову зовнішньої характеристики сг за допомогою практичної діаграми Потьє.

35. Обгрунтуйте побудову V-подібних характеристик синхронної машини за допомогою практичної діаграми Потьє.

В озьмем часть практической диаграммы Потье. Если при всех изменениях тока возбуждения вращающий момент приводного двигателя остается неизменным, то также неизменной остается мощность генератора:

Из этого выражения следует, что при Uc=const, активная составляющая тока статора .

Таким образом, степень возбуждения синхронного генератора влияет только на реактивную составляющую тока статора. Что же касается активной составляющей тока, то она остается неизменной.

З ависимость тока статора I1 от тока в обмотке возбуждения Ib при неизменной активной нагрузке генератора выражается графически U- образной кривой. На рисунке представлены образные кривые при P2=const. Кривые построены для разных значений активной нагрузки: 0, 0.5, 1Pnom. U - образные кривые синхронного генератора показывают, что любой нагрузке генератора соответствует такое значение тока возбуждения при котором ток статора становится минимальным и равннім только активной составляющей:

В этом случае генератор работает при коэффициенте мощности =1.

36. Обгрунтуйте необхідність синхронізації сг при вмиканні на мережу. Які вимоги до синхронізації і як вони виконуються?

Синхронизация – єтоприведение генератора, включаемого на паралельнуюработу, в состояние, удовлетворяющеевсемусловиям: ЭДС генератора Е0 в момент подключенияего к сети должнабытьравна и противоположна по фазенапряжению сети (E0=-U1), частота ЭДС генератора fгдолжнабітьравначастотепеременноготока сети, порядок следования фаз на выводах генератора долженбыть таким же что и на зажимах сети.

Несоблюдени любого изусловийсинхронизацииприводит к появлению в обмотке статора большихуравнительныхтоков, чрезмерная величина которыхможетявитьясяпричинойаварии.

37. Чтотакое синхронизация генератора который включается для параллельной работы?

38.Что такое синхронизирующая способность синхронной машины и какими параметрами она оценивается?

Синхронизирующая способность СМ – это способность продолжать работать синхронно с сетью даже при значительных изменениях момента Мэм и, следовательно, угла θ. Чтобы генератор мог работать, не выпадая из синхронизма с сетью, он должен обладать достаточной синхронизирующей мощностью.

У дельной синхронизирующей мощностью Рсх называется изменение мощности Рэм, рассчитанное на единицу угла θ.

Синхронизирующая способность синхронной машины

Под динамической устойчивостью синхронного генератора понимают способность генератора выдерживать внезапные изменения нагрузки без выпадения из синхронизма. Предельный случай изменения нагрузки – короткое замыкание в сети. При этом напряжение U сильно понижается, что ведет к снижению устойчивости параллельно работающих генераторов. Чтобы избежать этого – производится форсировка возбуждения.

39. Проаналізуйте роботу СГ при P=cons, i_зб=var. Поясніть, як змінюються I, cosφ , кут θ при зміні i_зб?

П риближенная диаграмма напряже­ний для отстающего тока будет иметь вид, показанный на рис. 1. Так как при U = const и Р = const из уравнения Р=mUIcosф = const следует, что Icosф = const, то, следовательно, при изменении тока возбуждения конец вектора тока будет сколь­зить по прямой АВ, параллельной оси абсцисс. Соответственным образом вектор м. д. с. обмотки якоря Ė_а, пропорциональный век­тору тока İ, будет скользить по прямой, параллельной АВ и оси абсцисс.

Рис. 1. K определению зависимости тока статора I синхронного генератора от тока возбужденияi_B при нагрузке.

ПриU —const можно считать, что векторы результирующего потока Ф_ри результирующей м. д. с. F_p будут оставаться в диаграмме (рис. 1) неизменными по величине и направлению.

Замыкающий вектор ĒH между концами векторов Ė_аи Ė_р представит вектор м. д.с. системы возбужденияĖ_в. Поэтому, очевидно, при изменении тока возбужденияi_B пропорционально ему будет изменяться векторĖ_ви конец Е вектора Ė_а начнет скользить по прямой CD. Угол θ между векторами Ė_р и Ė_в при увеличении возбуждения, как это следует из диаграммы рис.1 и уравнения , будет уменьшаться, а при уменьшении возбуждения угол θ будет возрастать. Предельно возможная величина угла θ равна после чего машина выходит из синхронизма. Поэтому пределом устойчивой работы является точка К, а точка М находится уже в неустойчивой зоне работы син­хронной машины.

При большей постоянной нагрузке получится новая диаграмма с линией А'В', проходящей выше линии А В (рис. 1).

Д иаграмма рис. 1 дает возможность построить U-образную кривую зависимости I = f(i_B) и кривую cos ф= f(i_B)приР = const иU =const. Так как каждой нагрузке на рис. 1 соответствует своя линия А В, то для каждой нагрузки получается своя U-образная кривая. На рис. 2 даны U-образные кривые I = f(i_B) для холостого хода (кривая А), половинной нагрузки (кривая В) и полной нагрузки (кривая С) и соответствующие кривыеa, b исдля cos ф= f(i_B). Кривая А для холостого хода имеет вид двух пересекающихся прямых. Пунктирная кривая соответствует границе устойчивой работы.

Рис. 2. U-образные кривые СГ

В случае работы синхронной генератора приР=const иU_c=constполу­чились при перевозбуждении отстающие токи, а при недовозбуждении опережающие. Объясняется это тем, что для генератора мы отсчитываем сдвиг тока от напряжения генератора U.

40. Проанализируйте угловую характеристику активной мощности неявнополюсного синхронного генератора. Поясните понятие статической устойчивости машины.

Угловая характеристика:

Д ля неявнополюсного (круглого) ротора:

График изменения электромагнитной мощности от угла нагрузки θ для неявнополюсной машины представляет собой синусоиду:

Это коэффициент статической устойчивости.

Угловая характеристика синхронной машины имеет важное значение для оценки статической устойчивости и степени перегружаемости. Под статической устойчивостью синхронной машины, работающей параллельно с сетью, понимают ее способность сохранять синхронное вращение (т. е. условие n2 = n1 ) при изменении внешнего вращающего или тормозного момента Мвн , приложенного к ее валу. Статическая устойчивость обеспечивается только при углах θном, соответствующих М <Мmах .

41.Как нагрузить синхронный генератор, который включен на параллельную работу?

Будем считать, что синхронный генератор подключают на параллельную работу с другими генераторами, суммарная мощность которых настолько велика по сравнению с мощностью подключаемого генератора, что при любых изменениях параметров этого генератора напряжение сети Uc и ее частота fc остаются неизменными.

После подключения генератора в сеть при соблюдении всех условий синхронизации его ЕДС Eo равна по значению и противоположна по фазе напряжению сети (рис. а), поэтому ток в цепи генератора равен нулю, т.е. генератор работает без нагрузки. Механическая мощность приводного двигателя P1 в этом случае полностью затрачивается на покрытие потерь ХХ:

Отсутствие тока в обмотке статора синхронного генератора ( I1=0) приводит к тому, что обмотка статора не создает вращающегося магнитного поля и в генераторе действует лишь магнитное поле возбуждения, вращающееся вместе с ротором с угловой частотой ω1, но не создающее электромагнитного момента.