5. Способ точной синхронизации

Он состоит в том, что синхронизируемую машину (СГ) сначала разворачивают разгонным двигателем (кроме асинхронного электродвигателя) до частоты вращения, близкой к синхронной, а затем возбуждают и при вышеуказанных условиях включают в сеть.

Выполнение условий точной синхронизации может быть осуществлено вручную или автоматически. При ручной синхронизации все операции по регулированию возбуждения и подгонке частоты выполняет дежурный персонал, а при автоматической синхронизации – автоматические устройства. При точной ручной синхронизации напряжения и частоты контролируются по установленным на щите управления двум вольтметрам и двум частотомерам, а сдвиг по фазе напряжений – по синхроноскопу. Он позволяет не только уловить момент совпадения фаз напряжений, но также определить, вращается ли генератор быстрее или медленнее, чем работающие. Указанные приборы объединяют в так называемую «колонку синхронизации». Вольтметр и частотомер, относящийся к синхронизируемому генератору, подключают к его трансформатору напряжения, а вольтметр и частотомер, относящиеся к работающим генераторам (или сети), обычно подключают к трансформатору напряжения сборных шин станции. Синхроноскоп подключают одновременно к обоим трансформаторам напряжения.

При соблюдении всех вышеуказанных условий разность напряжений генератора и сети равна нулю, поэтому уравнительного тока между ними не возникает.

Если |U₁|≠|U₂|, то возникающее |ΔU|обусловит в момент включения

появление уравнительного тока, который будет иметь практически только индуктивный характер, так как активное сопротивление пренебрежимо мало.

6. Регулирование частоты вращения изменением активного сопротивления в цепи ротора

Механические характеристики асинхронного двигателя с фазным ротором, построенные для различных значений активного сопротивления цепи ротора (см. рис. 10.4) показывают, что с увеличением активного сопротивления ротора возрастает скольжение, соответствующее заданному моменту сопротивления M_c.

Согласно закону движения установившееся значение частоты вращения определяется условием M = M_c, т. е. электромагнитный момент двигателя М должен уравновешиваться направленным ему навстречу моментом нагрузки M_c.

Когда введено все сопротивление, разгон осуществляется по кривой I (см. рис. 10.4), так как M_I > M_c, до условия M_I = M_c. Здесь будет первая установившаяся частота вращения n_уст = n₁ (1–S_I), далее ползунок реостата переводим в положение II. То есть регулирование скольжением осуществляется с помощью реостата ПР в цепи ротора по схеме реостатного пуска, но только реостат должен быть рассчитан на длительную работу. Во втором положении ползунка реостата выводится часть сопротивлений и осуществляется переход на характеристику II, разгон продолжается до условия M_I = M_c, тогда

 

.

 

При переходе на III механическую характеристику, когда обмотки фазного ротора замкнуты накоротко, разгон осуществляется по естественной характеристике до S_уст. Как видно из рис. 10.4, б установившаяся частота вращения определяется величиной M_c; если M_c ≈ M₀, то регулирование скольжения практически не происходит, так как n ≈ n₀. Включение резистора в обмотку ротора приводит к тому, что частично потери в роторной цепи выделяются в резисторе. Выведение потерь из машины дает возможность уменьшить габариты машины. Для уменьшения потерь во вторичную цепь ротора вместо сопротивлений вводят добавочную эдс.

7.

8.

9.

10. Асинхронна машина складається з нерухомої частини – статора і рухомої – ротора.

Статор має таку будову. В середині металевого корпусу знаходиться порожній циліндр, виготовлений з листової електротехнічної сталі. В пазах цього циліндра розміщено 3роднакових котушок, магнітні осі яких зсунуті одна відносно другої на 120 електричних градусів (p – кількість пар полюсів). Виводи обмоток статора С1 і С4, С2 і С5, С3 і С6. Їх з’єднують трикутником або зіркою та вмикають на різні напруги, наприклад 220/380 В.

Ротор складають теж з дисків електротехнічної сталі, які закріплюють на валу. У пазах ротора є стержні короткозамкненої обмотки, або обмотка з окремих котушок. Отже ротор може бути короткозамкнений або фазний. Обмотки фазного ротора з’єднують зіркою, початки яких через контактні кільця та щітки приєднують до затискачів Р1, Р2 і Р3.

11.

12. Принцип дії асинхронних двигунів  При протіканні трифазної системи струмів за трифазною обмотці статора в двигуні створюється магнітне поле з індукцією В , розподіленої вздовж окружності повітряного зазору між статором і ротором за синусоїдальним законом, і обертається в напрямку чергування фаз з кутовою швидкістю  п =  1 Це поле забезпечує змінюється в часі потокосцепление з обмотками статора і ротора, індукує в них ЕРС електромагнітної індукції. Під дією ЕРС ротора в провідниках його обмотки протікають змінні струми, які взаємодіють з обертовим магнітним полем. У результаті цієї взаємодії на провідники ротора діють електромагнітні сили (сили Ампера), що визначають момент М, який може привести ротор в обертання з кутовою швидкістю    1 в напрямку обертання поля, долаючи момент опору М с.  Таким чином, енергія джерела змінного струму (мережі), що підводиться до обмотки статора, перетворюється на механічну енергію на валу, передану робітникові механізму, і частково в втрати. При цьому ротор обертається зі швидкістю    п1, тобто несинхронно з магнітним полем. Тому розглядається пристрій є асинхронним двигуном.  Ротор обертається під дією електромагнітного моменту М в напрямку обертання магнітного поля. Отже, для зміни напрямку обертання ротора (реверса) необхідно змінити чергування фаз напруги, що підводиться до обмотки статора, тобто поміняти приєднання двох будь-яких проводів.  Принцип дії асинхронного двигуна заснований на використанні магнітного поля, що обертається.

13. Принцип дії суднового синхронного генератора

Так как принципиально безразлично, будет ли движущийся проводник пересекать магнитное поле, или, наоборот подвижное магнитное поле будет пересекать неподвижный проводник, то конструктивно синхронные генераторы могут быть изготовлены двух видов. В первом из них магнитные полюсы можно поместить на статоре, а проводник на роторе и снимать с них при помощи колец и щёток переменный ток.

Ту часть, которая создаёт магнитное поле, называют индуктором, а ту часть машины, где располагается обмотка, в которой индуктируется ЭДС, называют якорем.

Следовательно:  в первом типе генератора индуктор неподвижен, а якорь вращается. В таких генераторах скользящий контакт в цепи большой мощности создаёт значительные потери энергии, а при высоких напряжениях наличие такого контакта становится нецелесообразным. Поэтому генераторы с вращающимся якорем и неподвижными кольцами выполняют только при невысоких напряжениях (до 380/220 В) и небольших мощностях (до 15 кВт).

Наиболее широкое применение получили синхронные генераторы, в которых полюсы помещены на роторе, а якорь – на статоре.