6.7 Сурет. Синхронды генератордың негізгі эқк векторлық диаграммасы

кернеуі мен ЭҚК фазаларының, θ көрсетілген, қозғалысы полюстер осінің кеңістіктегі қозғалысын және машинаның нәтижелі ағынын анықтайды. Оны машинаның ішкі бұрышы деп атайды.

(6.7 сур.) ЭҚК векторлық диаграммаға қарай және қиынға соқпаған өңдеулерден кейін якорь реакциясының шартты қозғалысымен түсіндірілген және ЭҚК анықтауға болады.

Мұндағы якорь реакциясының көлденең және бойымен түсірілген индуктивті кедергісі. ЭҚК (6.7 сур.) өңделген векторық диаграммасын құру үшін оны екі құраушыға бөледі және бұл кезде тек абсолютті шаманы ғана ескереді, сонда

Одан

Статор орамының активті кедергісін қолдана отырып, активті индуктивті және активті сыйымдылықты жүктемеге өңделген векторлық диаграмманы тұрғызайық (6.8, а, б).

Сонда кернеудің және ЭҚК теңдеулері мынадай түрде болады

мұндағы бойымен және көлденең осьтерінің синхронды индуктивті кедергілері.

Бұл кедергілер синхронды машинаның негізгі параметрлері болып келеді және сияқты келісілген шамаларда белгіленеді. ЭҚК сыйымдылық жүктемеде ЭҚК бағытталған, өйткені бұл жағдайда якорь реакциясы бойымен бағытталған МҚК генераторды магниттендіреді, ал индуктивті жүктемеде бағыттас болады.

6.8. Сурет. Синхронды генератор эқк қарапайым векторлық диаграммасы:

а – активті индуктивті, б – активті сыйымдылықты жүктемеде.

6.5. Синхронды тахогенераторлар

Синхронды тахогенератор роторда тұрақты магниттері бар айнымалы токтың бірфазалы синхронды машинасы болып табылады 6.9 суретте төрт полюсті тахогенератордың құрылымдық схемасы көрсетілген. Статор ойықшаларында 2 электротехникалық болат табақшалардан алынған бір фазалы орнатылған орам 1 бар. Статор ішінде ауысатын қарама қарсы полюсті диск тәріздес тұрақты магнит ретінде көрсетілген ротор 3 орналасқан.

Статор орамында ротор айналғанда ЭҚК туындайды

Мұндағы тахогенратордың берілетін коэффициенті.

Осылайша, тахогенратордың бос жүріс режиміндегі шығыс кернеуі және оның айналу жиілігіне пропорционал. Бірақ та тахогенератордың жиілігі айналу жиілігінің функциясы. Осыған қарап, жүктелген тахогенераторда реактивті (индуктивті және сыйымдылықты) құраушыға және машинаның индуктивті кедергісінің орамы жиіліктің өзгеруімен өзгереді, сондықтан да шығыс сипаттамасы сызықсыз.

6.9. Сурет. Төрт полюсті синхронды тахогенератордың құрылымдық схемасы

Шығыс кернеу жиілігінің айналу жиілігіне қатынасы және шығыс сипаттаманың сызықсыз болуы синхронды тахогенератордың нақты жұмыс істеуін төмендетеді. Сондықтан да, құрылғының қарапайымдылығына және сырғымалы контактілердің жоқтығына қарамастан, бұл тахогенераторды автоматты жүйелерде жиі қолданбайды. Оларды негізінен тек қана шкаласы бар вольтметрге қосылған, айн/мин градуирленген түрлі механизмдер мен машинаның айналу жиілігін өлшеу үшін қолданады.

6.6. Синхронды қозғалтқыштар және олардың сипаттамалары

Синхронды қозғалтқыштардың жұмыс жасау принциптері. Синхронды қозғалтқыштың статорын жиілігімен үш фазалы желіге қосады, бірақ та статор орамдарымен жиілікпен айнымалы магнит өрісін тудыратын ток өтетін болады. Егер қозғалтқыштың роторын = айналу жиілігімен құрылған қозғалтқыштан айналысқа түсірсек және тұрақты ток көзінен қоздырғыш орамына кернеу берсек, онда құрылған қозғалтқыштың өшірулі кезінде ротор синхронды жиілікпен айналады. Ол желіден активті қуатты алады және электромагнитті айналу моментін дамытады.

Осылайша, ротор статордың магнит өрісінің жиілігі сияқты айналады, бірақ та айналу жиілігі тұрақты болып қалады, яғни = const. Синхронды қозғалтқыш кезінде жұмыс жасауы мүмкін және осыған қарамастан желіден реактивті қуатты алмауыда мүмкін, ал аса қоздырылған жұмыста (озатын ) желіге реактивті қуатты беруі әбден мүмкін. Синхронды қозғалтқыштың максимал моменті кернеуге тура пропорционал, ал асинхронды қозғалтқыштарда кернеудің квадратына пропорционал. Синхронды қозғалтқыштар негізінен үлкен саңылаумен, анық полюстілермен жұмыс істегендігін ескерсек, статордың ортасында және роторда қосымша шығындар асинхронды қозғалтқыштарға қарағанда аз, бірақта осыған орай синхронды қозғалтқыштарда ПӘК негізінен үлкен болу керек.

Қозғалтқыштың статоры синхронды генератор статорының құрылысына ұқсас. Қозғалтқыштың жіберілуін азайту үшін оның саңылауы генератор саңылауына қарағанда кішкентай болып жасалынады. Қозғалтқыштың полюстік ұштықтарына арнайы жіберу орамын орнатады. Қоздырғышты әдетте қозғалтқыштың білігіне орнатады, ал үлкен қуатты қозғалтқыштарды бөлек орындайды.

Синхронды машиналардың кері қайтымдылық қасиеті бар. Егер желімен параллель жұмыс істеп жатқан синхронды генераторға механикалық энергияны беруді тоқтатсақ, онда машина желіден қуатты пайдаланып қозғалтқыштық режимге өтеді.

Синхронды қозғалтқыштағы электромагниттік процесстерді оқығанда генераторды зертеу әдістеріндей әдістер қолданады.

Қозғалтқыштың векторлық диаграммасын тұрғызғанда ескеретін жайт, егер Кирхгофтың II заңы бойынша қозғалтқышқа берілген U кернеуі кез келген уақытта қозғалтқыштың теріс ЭҚК теңестірілсе:

(6.2)

параметрлері, мұндағы а берілген шамалармен өлшенеді.

және векторларын векторымен түсірсек, ЭҚК векторын аламыз. Жүктеменің индуктивті турінде ( ) және якорь реакциясы генераторды магнитсіздендіреді және қозғалтқышты магниттендіреді. Бұл тогынан пайда болған, МҚК якорь реакциясы генераторда және қозғалтқышта негізгі ағынымен пайда болған ЭҚК бағыттары қарама қарсы.

Синхронды қозғалтқыштардың негізгі сипаттамалары жұмыстық сипаттамалар, оларға: айналу жиілігі, момент, ПӘК және қуат коэффициентінің қозғалтқыштың білігіндегі қуатының қатынасы, яғни егер (6.10, а, б) жатады. Барлық режимде айналу жиілігі . Айналу моменті . Бос жүріс моменті , ал пайдалы момент пайдалы қуатқа пропорционал түрде өзгереді және қатынасы сызықты сипатта болады.

қатынасы барлық электрлік машинадағыдай сипатта болады. ПӘК жүктеменің өзгеруінің дан дейін шектерінде әдетте тұрақты болып қалады. Синхронды қозғалтқыш = 1,0 кезінде жұмыс жасауы мүмкін, бірақта әдетте олар озатын токтың = 0,8–0,9 номинал жүктемеде жұмыс істейді. Осындай жағдайда желіде суммалық жақсара түседі.

қатынасының өзгеруі (6.10, б) қозғалтқыштың қоздыру тогына байланысты. Егер бос жүріс режимінде (1 қисық) кезінде қоздыру тогын реттесек, онда алу үшін жуктеме кезінде қоздыру тогын ұлғайту керек. Бірақ шарт бойынша , онда жүктемеде қалып отыратын реактивті токтар пайда болатын қоздырылмаған режим пйда болады.

Егер номинал жүктемеде (2 қисық), онда жүктемесіз қоздырғыш желіден реактивті (сыйымдылықты) озатын , ал жүктемеліде қалып отыратын (индуктивті) токтарды қолданады. Аз өзгертулер алу үшін жуктеме кезінде қалыпты қоздырулар ( ) орнатады, олар тең (3қисық ).