БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
КАФЕДРА «ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ»
|
КРАТКИЙ КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ ПО УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЕ «ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ» для специальности 1-43 01 03 «Электроснабжение (по отраслям)»
Раздел 3. CИНХРОННЫЕ МАШИНЫ
Составители: к.т.н., доцент Олешкевич М.М.,
2016
|
3.Синхронные машины Лекция 3.1. Устройство и принцип действия. Возбуждение.
Режимы работы: режим синхронного генератора, режим синхронного двигателя и режим синхронного компенсатора. Основное применение: синхронные генераторы электрических станций, крупные синхронные двигатели промышленных потребителей и синхронные компенсаторы крупных подстанций энергосистемы.
Рис.
3.1. Конструкция турбогенератора
и неявнополюсного ротора
1- корпус, 2-магнитопровод статора, 3-трехфазная силовая обмотка статора (якоря), 4-неявнополюсный ротор турбогенератора с обмоткой возбуждения постоянного тока 10, 5-вал ротора, подшипники, установленные в подшипниковых щитах 7, 8- контактные кольца ротора, 9-электрические щетки
Рис. 3.2.
Рабочий
процесс в синхронном генераторе при
возбуждении вращающегося ротора
постоянным током возбуждения
.
МДС
обмотки возбуждения
МДС
трехфазной обмотки якоря (вращающаяся
МДС)
Частота
вращения ротора (индуктора) и частота
вращения поля
ЭДС
обмотки якоря от вращающегося магнитного
поля
,
где:
-число
витков ОВ на полюс,
-число
витков на пару полюсов.
Неявнополюсный
синхронный генератор – турбогенератор
(неявнополюсный ротор)
Рис. 3.3.Конструктивная схема гидроагрегата с реактивной гидротурбиной и синхронным гидрогенератором: 1 –гидротурбина, 2 – нижняя крестовина гидрогенератора с нижним направляющим подшипником, 3 – корпус гидрогенератора, 4 - статор гидрогенератора с трехфазной обмоткой якоря, 5 – ротор (индуктор) гидрогенератора с с обмоткой возбуждения постоянного тока и контактными кольцами, 6 - верхняя крестовина гидрогенератора с верхним направляющим подшипником, 7 – корпус подпятника турбогенератора с масляной ванной и системой охлаждения масла, 8 – опорная пята, укрепленная на валу, 9 – подпятник, 10 – направляющий аппарат гидротурбины и рабочий поток воды.
Рис. 3.4.Заполнение паза статора и ротора
Охлаждение: до 30 МВА- замкнутая система косвенного воздушного охлаждения,
до 150 МВА - замкнутая система косвенного водородного охлаждения с избыточным давлением 0,05 ати,
до 300 МВА- замкнутая система косвенного водородного охлаждения с избыточным давлением 3-5 атм,
до 500 МВА- замкнутая система косвенного водородного охлаждения с избыточным давлением 3-5 атм с непосредственным внутренним охлаждением проводников статора водой или водородом,
более 500МВА- замкнутая система косвенного водородного охлаждения с избыточным давлением 3-5 атм с непосредственным внутренним охлаждением проводников статора и ротора водой или водородом,
Явнополюсный
синхронный генератор (гидрогенератор,
дизель-генератор)
и
Турбогенератор
мощностью 500 МВт:
,
,
,
Гидрогенератор
мощностью 500 МВт:
,
,
,
Нагрев и охлаждение синхронных машин:
Рис. 3.5.
Возбуждение.
Функции системы возбуждения: питание обмотки возбуждения постоянным током, регулирование тока возбуждения, автоматическая форсировка возбуждения, автоматическое гашение поля.
Схема возбуждения с возбудителем постоянного тока
Рис. 3.6.Схема возбуждения синхронного генератора
с возбудителем постоянного тока
Рис.3.7. Схема бесконтактного возбуждения синхронного генератора с вращающимся выпрямителем
Рис. 3.8. Схема возбуждения синхронного генератора от независимого
источника постоянного тока - тиристорного возбудителя
Рис.3.9. Схема самовозбуждения синхронного генератора
Рис.3.10. Схема возбуждения синхронного генератора с компаундированием со стабилизацией напряжения, с обратными связями по току и напряжению генератора