Раздел 5 Синхронные машины

Тема 5.1 Устройство синхронных машин

Содержание программы:

Типы синхронных машин и особенности их конструкции: турбогенераторы, дизель-генераторы, гидрогенераторы, синхронные двигатели. Системы возбуждения синхронных машин.

Литература

[ 1] c.239; [ 2 ] c.160

Методические указания:

Синхронные машины являются бесколлекторными машинами переменного тока. От асинхронных машин отличаются в основном конструкцией ротора. Ротор СМ используется для создания магнитного поля, может быть явнополюсным и неявнополюсным.

Явнополюсными обычно выполняются крупны синхронные гидрогенераторы. Такие машины приводятся во вращение гидротурбиной, а частота её вращения невелика (60-500 об\мин). В таких машинах на статоре много полюсов, чтобы при низкой частоте вращения получить промышленную частоту тока.

Неявнополюсные машины – обычно турбогенераторы, приводятся во вращение паровой турбиной. Частота вращения паровой турбины высокая, поэтому число полюсов ротора делается малым, и обычно такие роторы неявнополюсные.

Особенности синхронных машин:

- Частота вращения ротора такая же, как и поля статора (синхронная) при любой нагрузке.

- У синхронных машин есть возможность регулировать коэффициент мощности.

- На электростанциях практически вся электроэнергия вырабатывается синхронными генераторами.

- Единичная мощность синхронного генератора может достигать миллиона киловатт.

- СД в основном применяются для привода устройств большой мощности, так как более эффективно потребляют энергию (более высокий КПД, чем у АД).

Возбуждение СМ – процесс создания магнитного поля СМ. Заключается в подаче постоянного тока на обмотку ротора.

Для получения постоянного тока ранее применялись генераторы постоянного тока – так называемые возбудители (МПТ независимого возбуждения). Они размещались на одном валу с генератором. Обмотка возбуждения возбудителя питалась от другого генератора постоянного тока (параллельного возбуждения), называемого подвозбудителем. Для регулирования тока возбуждения применялись регулировочные реостаты.

Иногда питание ОВ осуществляют через выпрямитель от машины переменного тока. Этот генератор переменного тока находится тоже на одном валу с главным генератором.

Получила распространение бесконтактная система электромагнитного возбуждения. Возбудитель переменного тока, ротор СГ и выпрямитель находятся на одном валу и вращаются в одном корпусе – система с вращающимся выпрямителем.

Система самовозбуждения предполагает подачу в ОВ энергии, выработанной самим генератором.

В современных генераторах применяют тиристорное возбуждение, когда управляемый выпрямитель включается в сеть переменного тока.

Для СМ малой мощности применятся возбуждение постоянными магнитами, заменяющими обмотку ротора. Конструкции таких машин проста и надёжна, но они не могут быть выпущены на большую мощность.

Вопросы для самопроверки:

1. Какие существуют способы возбуждения синхронных машин?

2. Объясните назначение тиристорного преобразователя в системе самовозбуж­дения синхронного генератора.

3. Объясните устройство явно полюсных и неявнополюсных роторов.

4. Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюсных машинах?

5.Чем обеспечивается неравномерный воздушный зазор в синхронной маши­не?