Пуск синхронного двигателя.

Результирующий момент синхронного двигателя, возникающий в результате взаимодействия магнитного поля статора с неподвижным возбужденным ротором, при пуске двигателя близок к нулю. Поэтому ротор двигателя необходимо раскручивать тем или иным способом до частоты вращения, близкой к синхронной. В настоящее время для этой цели используется асинхронный пуск синхронного двигателя. Чтобы приспособить двигатель к такому пуску, при явнополюсном роторе в полюсные наконечники закладывается пусковая короткозамкнутая обмотка из медных или латунных стержней. Она напоминает беличье колесо асинхронной машины, но занимает лишь часть окружности ротора. В некоторых конструкциях двигателей роль короткозамкнутой обмотки выполняют сам массивный сердечник ротора и металлические клинья, заложенные в пазы ротора, а также бандажи, не имеющие с сердечником ротора электрического соединения.

Пуск двигателя в ход состоит из двух этапов: первый этап - асинхронный набор частота вращения при отсутствии возбуждения постоянным током и второй этап- втягивание в синхронизм после включения постоянного тока возбуждения.

Для уменьшения пусковых токов синхронных двигателей частот применяется понижение напряжения при пуске включением двигателя через пусковой автотрансформатор АТ или индуктивную катушку, например, по схеме на рис. 15.19.

С

2

начала замыканием выключателя 2 три фазные обмотки автотрансформатором АТ соединяются звездой, а затем включением выключателя 1 подключаются к трехфазной сети. Таким образом, между выводами обмоток статора синхронного двигателя СД подаются пониженные АТ линейные напряжения трёхфазной системы. Ротор двигателя начинает вращаться как короткозамкнутый ротор асинхронного двигателя. Когда скольжение ротора станет достаточно малым, выключатель 2 размыкается и напряжение на двигателе несколько повышается. Это объясняется тем, что теперь лишь часть каждой из фазных обмоток АТ играет роль индуктивной катушки, включенной последовательно с фазной обмоткой двигателя и несколько ограничивающей своим сопротивлением пусковой ток.

Следующая операция пуска заключается во включении двигателя на полное напряжение сети замыканием выключателя 3. Но пока нет постоянного тока возбуждения, ротор вращается асинхронно. Пуск заканчивается включением постоянного тока возбуждения I_B посредством переключателя 4. Реостаты R₁ и R₂ служат для регулирования режима работы возбудителя (В). Под действием электромагнитных сил двигатель достигает синхронной частоты вращения и развивает требуемый вращающий момент. При пуске не нужны операции по синхронизации двигателя с сетью и операции пуска могут быть автоматизированы.

Билеты.

1.

1.1.Достоинства электричества. Основные понятия (заряд, напряженность, сила тока, разность потенциалов, ЭДС).

1.2. Синхронные машины. Достоинства и недостатки этих машин. Устройство синхронной машины. Электрическая мощность синхронного генератора. Каким образом обеспечивают промышленную частоту вырабатываемого тока на генераторах тепловых электростанциях с числом оборотов турбины 3000 об/мин и гидростанциях с числом оборотов гидротурбины 60 об/ мин. Зависимость КПД генератора от мощности и коэффициента мощности нагрузки cosφ.

2.

1.1. Электрическая цепь (источники и приёмники, провода и измерительные приборы).

1.2. Асинхронные машины. Достоинства и недостатки. Конструкция статора и ротора двигателя. Что такое скольжение s. Двухполюсное и многополюсное вращающееся поле. Для чего это делают. Механическая характеристика асинхронного двигателя M=f(s), n=f(М_вр) области устойчивой и неустойчивой работы двигателя.

3.

1.1. Законы Кирхгофа для электрических цепей.

1.2. Двигатель постоянного тока с параллельным возбуждением. Схема подключения обмотки возбуждения статора и ротора. Зависимость числа оборотов от напряжения и магнитного потока n=f(U,Ф), вращающий момент. Зависимость момента двигателя от магнитного потока и тока якоря. Энергетическая диаграмма двигателя и виды потерь.

4.

1.1. Метод эквивалентного преобразования схем (эквивалентное сопротивление последовательной цепи, эквивалентная проводимость параллельной цепи, соединение треугольником и звездой).

1.2. Машины постоянного тока. Конструкция статора и ротора. ЭДС якоря генератора. Щеточный токосъём с помощью коллектора. Генератор с независимым возбуждением. Внешняя характеристика генератора U=f(I_я).

5

1.1.Условие передачи приёмнику максимальной энергии в цепи постоянного тока.

1.2. Трансформаторы. Обозначения на схемах однофазных и трёхфазных трансформаторов. Коэффициент трансформации. Режимы работы трансформатора. Потери на гистерезис и вихревые токи. Внешние характеристики трансформатора. Мощность потерь. КПД трансформатора. Особенности трёхфазных трансформаторов.

6

1.1.Электрические цепи переменного тока. Среднее значение тока, действующее значение переменного тока.

1.2. Магнитные цепи при постоянном магнитном потоке.

Закон полного тока. Формальная аналогия между магнитными цепями с постоянными МДС (магнитодвижущей силы) и электрическими цепями постоянного тока.

7

1. Индуктивность. Магнитный поток. Напряженность магнитного поля. Правило буравчика. Индуктивность, коэффициент индукции, энергия магнитного поля.

2. Нелинейные цепи: электрические и магнитные цепи постоянного тока. Последовательное и параллельное соединение нелинейных элементов. Линеаризация нелинейного сопротивления.

8

1.1.Конденсатор. Напряженность электрического поля, ёмкость.

1.2. Трёхфазные системы. Соединение фаз звездой и треугольником. Линейные и фазные токи и напряжения, мощность системы. Мощность при переключении с треугольника на звезду.

9

1.1.Символический метод представления токов и напряжений в комплексном виде (формулы Эйлера).

1.2. Резонансы в цепи переменного тока. Резонанс напряжений в последовательной цепи и токов в параллельной цепи.

Законы Ома и Кирхгофа в комплексной форме (законы Ома для резистора, индуктивности и ёмкости). Законы Кирхгофа.

10

1.1..Индуктивность и его сопротивление, Емкостной элемент и его сопротивление. Полное сопротивление индуктивной и емкостной цепи.

1.2.Средняя мощность потребителя энергии, коэффициент мощности.