Тема 5.2 Магнитное поле и характеристики синхронных генераторов

Содержание программы:

Реакция якоря синхронной машины при различных характерах нагрузки. Уравнения ЭДС и векторные диаграммы синхронного генератора. Характеристики синхронного генератора: холостого хода, короткого замыкания, внешняя, регулировочная.

Литература

[ 1] c.249; [ 2 ] c.164

Методические указания:

Основной магнитный поток явнополюсной син­хронной машины, замыкаясь в магнитной системе машины, сцепляется с обмоткой статора. Как и в асинхронных неявнополюсных машинах, магнитная система явнополюсной синхронной ма­шины представляет собой разветвленную симмет­ричную магнитную систему, состоя­щую из 2р параллельных ветвей. Каждая из таких ветвей представляет собой неразветвленную маг­нитную цепь, содержащую одну пару полюсов

Основной магнитный поток в синхрон­ной машине создается обмоткой возбуждения. Замыкаясь по маг­нитной цепи, он проходит ряд участков: воздушный зазор, зубцовую зону статора, спинку статора , зубцовую зону ротора , спинку ротора.

При нагрузке машины в обмотке статора появляется ток, который будет создавать свой магнитный поток. Он будет иска­жать, усиливать или ослаблять основной магнитный поток, соз­данный обмоткой возбуждения. Воздействие потока, созданного обмоткой статора, на основной магнитный поток называется ре­акцией якоря. Действие реакции якоря зависит от характера нагрузки. Нагрузка может быть активной, индуктивной, емкостной или смешанной.

Свойства синхронного генератора определяются характери­стиками холостого хода, короткого замыкания, внешними и регу­лировочными.

Вопросы для самопроверки:

1. Из каких участков состоит магнитная цепь явнополюсной синхронной ма­шины?

2. В чем состоит явление реакции якоря?

3. Каково действие реакции якоря при активной, индуктивной и емкостной на­грузках синхронного генератора?

4. Какие ЭДС наводят в обмотке статора явнополюсного синхронного генера­тора магнитные потоки реакции якоря и каким индуктивным сопротивлени­ям эти ЭДС эквивалентны?

5. Почему характеристика к.з. синхронной машины имеет вид прямой линии?

6. Что такое ОКЗ и как влияет этот параметр на свойства синхронного генера­тора?

7. Что такое номинальное изменение напряжения при сбросе нагрузки и почему при емкостной нагрузке его величина отрицательна?

Тема 5.3 Параллельная работа синхронных генераторов

Содержание программы:

Параллельная работа синхронного генератора: необходимость, способы и порядок включения. Работа синхронного генератора при изменении момента приводного двигателя и тока в обмотке возбуждения. U-образные характеристики СГ. Электромагнитная мощность и перегрузочная способность

синхронного генератора. Угловая характеристика.

Литература

[ 1] c.270; [ 2 ] c.178

Методические указания:

При включе­нии трехфазного синхронного генератора на параллельную работу с сетью необходимо соблюдение следующих условий:

- ЭДС генератора должна быть равна напряжению сети;

- частота ЭДС генератора и частота напряжения сети должны быть раины;

- ЭДС генератора должна находиться в противофазе с напряже­нием сети;

- чередование фаз генератора должно соответствовать чередова­нию фаз сети.

Приведение генератора в состояние, удовлетворяющее перечис­ленным условиям, называют синхронизацией. Соблюдение условий синхронизации проверяют с помощью синхроноскопа.

U-образные характеристики генератора. Эти ха-ки представляют собой зависимость тока статора I₁ от тока возбуж­дения 1_В генератора, при неизменной полезной мощности генера­тора Р₂. U-образные ха-ки снимают для трех значений полезной мощности генератора: Р₂ = О (режим холостого хода), Р₂ = 0,25P2ном, P2 = 0,5P_2пом

Вопросы для самопроверки:

1. Что такое синхронизация генератора, включаемого на параллельную работу?

2. Как нагрузить генератор, включенный на параллельную работу?

3. Почему с появлением тока нагрузки в цепи статора генератора приводной двигатель получает механическую нагрузку?

4. Что такое коэффициент статической перегружаемости?

5. Какова причина собственных колебаний в синхронном генераторе?

6. Почему колебания ротора имеют затухающий характер?

7. Каково назначение и конструкция успокоительной обмотки?

8. Что такое синхронизирующая способность синхронной машины и какими параметрами она оценивается?

9. Почему при внезапном к. з. уменьшается индуктивное сопротивление обмот­ки статора по продольной оси?

10. Чем объясняется затухающий характер тока к.з. при внезапном к.з.?

11. Чем опасно внезапное к.з. для синхронного генератора?