- •СИНХРОННЫЕ МАШИНЫ
- •Принцип устройства синхронной машины: а - явноnолюсной; 6 - неявноnолюсной; 1 - статор
- •Полюсы явнополюсной синхронной машины: 1 - обмотка возбуждения; 2 - сердечник полюса с
- •Пазы статоров машин переменного тока
- •Типы синхронных машин
- •Гидрогенераторы
- •Синхронные компенсаторы
- •Магнитное поле и электромагнитные параметры обмотки возбуждения
- •МДС обмотки возбуждения на один полюс Амплитуда основной гармоники поля возбуждения
- •Магнитное поле возбуждения в воздушном зазоре неявнополюсной машины
- •Магнитное поле и электромагнитные параметры обмотки якоря
- •. Поперечная реакция якоря вызывает искажение кривой поля в воздушном зазоре
- •Вектор тока представляется двумя составляющими так чтобы одна из них совпадала по направлению
- •Вследствие неравномерности воздушного зазора действительные кривые индукции создаваемой синусоидальными волнами МДС Fad и
- •Основные гармоники полей продольной и поперечной реакции создают потоки реакции якоря
- •Индуктивные сопротивления реакции якоря
- •ЭДС реакции якоря отстают по фазе на от индуктирующих их потоков и токов,
- •Приведение МДС и тока якоря к обмотке возбуждения.
- •Приведенные токи якоря.
- •Математическая модель электромагнитных процессов в синхронном генераторе
- •В ненасыщенной машине для каждой МДС можно определить соответствующий магнитный поток
- •Векторные диаграммы синхронных генераторов
- •Векторная диаграмма для неявнополюсного синхронного генератора
- •Характеристики синхронных генераторов, работающих на автономную нагрузку
- •Характеристики холостого хода для крупных машин принято определять в относительных единицах, принимая за
- •Характеристика короткого замыкания
- •Опытное определение
- •Отношение короткого замыкания (ОКЗ)
- •Внешние и регулировочные характеристики
- •Из семейства нагрузочных характеристик, определяемых для различных значений наибольший практический интерес представляет характеристика
- •Индукционная нагрузочная характеристика
- •Построение векторных диаграмм напряжений с учетом насыщения
- •Векторные диаграммы неявнополюсного синхронного генератора при насыщении магнитопровода
- •Параллельная работа синхронных машин
- •Синхронизация с помощью лампового синхроноскопа
- •2. Способ грубой синхронизации или самосинхронизации применяется для быстрого
- •Синхронные режимы параллельной работы синхронных машин
- •Изменение реактивной мощности. Режим синхронного компенсатора.
- •Изменение активной мощности. Режимы rенератора и двиrателя.
- •Характер магнитного поля в воздушном зазоре при работе синхронной машины на холостом ходу
- •Энергетические диаграммы: а - синхронного генератора; б - двигателя
- •Угловые характеристики мощности синхронных машин
- •Учтя выражения для продольного и поперечного токов получим
- •Неявнополюсная машина
- •Область устойчивой работы синхронной машины
- •Понятие о статической устойчивости
- •Невозбужденная явнополюсная машина
- •. Возбужденная явнополюсная машина
- •Угловая характеристика реактивной мощности
- •Синхронизирующая мощность и синхронизирующий момент
- •Статическая переrружаемость.
- •Работа синхронной машины при постоянной мощности и переменном возбуждении
- •Упрощенная векторная диаграмма неявнополюсного синхронного генератора
- •U-образные характеристики
- •Синхронные двигатели
- •Асинхронный пуск
- •Векторные диаграммы
- •для явнополюсного двигателя
- •Рабочие характеристики синхронного двигателя.
- •Синхронные компенсаторы
- •Асинхронные режимы работы синхронных машин
- •Схема эквивалентной двухфазной синхронной машины при асинхронном режиме с заторможенным ротором
- •Схемы замещения синхронной машины в асинхронном режиме: а, б - при наличии успокоительной
- •При потере возбуждения синхронные генераторы переходят в асинхронный режим и их скорость вращения
- •Несимметричные режимы работы синхронных генераторов
- •Методы исследования несимметричных режимов
- •Токи и сопротивления нулевой последовательности.
- •Переходные процессы в трансформаторах и электрических машинах
- •- установившийся, или вынужденный. Синусоидальный ток, обусловленный действием приложенного напряжения U1
- •Насыщенный трансформатор
- •В момент включения сердечник может иметь некоторый поток ±Ф0Ст остаточного намагничивания. Поэтому, принимая
- •2.Внезапное короткое замыкание трансформатора
- •Короткое замыкание произошло на холостом ходу
- •Действие токов короткого замыкания
- •Внезапное трехфазное короткое замыкание синхронного генератора.
- •Периодические и апериодические токи якоря.
- •Кривые токов внезапного короткоrо замыкания в фазах обмотки якоря при сверхпроводящих обмотках машины
- •Периодические и апериодические токи обмоток индуктора
- •Величины токов внезапного трехфазного короткого замыкания
- •Ет представляет собой амплитуду э. д. с, индуктируемую в обмотке якоря током возбуждения
- •Магнитные поля периодических токов обмотки якоря в начальный момент внезапного короткого замыкания (а),
- •Затухание периодических токов якоря.
- •-амплитуда переходного тока короткого замыкания якоря
- •Затухание апериодического тока якоря.
- •Полный и ударный ток короткого замыкания.
. Возбужденная явнополюсная машина
Угловая характеристика реактивной мощности
Синхронизирующая мощность и синхронизирующий момент
Разность ΔР между подводимой к машине и отдаваемой ею в сеть мощностями, под воздействием которой восстанавливается устойчивое состояние режима работы, называется
синхронизирующей мощностью.
синхронизирующим момент
Рсм и Мсм - коэффициенты синхронизирующей мощности и синхронизирующего момента
- режим работы синхронной машины устойчив
- граница зоны устойчивой работы
Статическая переrружаемость.
Работа синхронной машины при постоянной мощности и переменном возбуждении
Рассмотрим зависимость величины тока I от тока возбуждения при P = const
Сеть бесконечно мощная по сравнению с синхронной машиной, т.е. изменение тока СМ не влияет на величину напряжения сети.
Тогда, при постоянной мощности СМ активная составляющая тока якоря также постоянны:
Рассмотрим неявнополюсный СГ полагая Тогда , а значит результирующий поток и результирующая МДС постоянны (отрезок ОС)
Отрезок ОА- активный ток якоря
При угле |
|
вектор МДС |
возбуждения |
соответствует |
|
вектору АС |
|
|
Вектор |
направлен по продольной |
|
оси, т.е. углы |
равны |
Минимум тока возбуждения соответствует
Упрощенная векторная диаграмма неявнополюсного синхронного генератора
U-образные характеристики
P = const U = const
А
Пунктирная линия –регулировочная характеристика при Выход за границу статической устойчивости — уменьшение тока возбуждения — приводит к выходу СГ из синхронизма
Точка А соответствует холостому ходу невозбужденной синхронной машины
Синхронные двигатели
Преимущества синхронных двигателей.
1.Могут работать при cosϕ = 1 и не потребляют реактивной мощности из сети, а при перевозбуждении могут отдавать реактивную мощность в сеть.
2.Максимальный момент синхронного двигателя пропорционален U,
а у асинхронного двигателя U2
3.Возможность увеличения тока iв в СД позволяет увеличить надежность их работы при аварийных режимах, когда Uc снижается
4.Вследствие большого δ добавочные потери в стали СД меньше, чем АД, т.е. КПД выше
5. Независимо от нагрузки у СД n = const
В то же время конструкция синхронных двигателей сложнее, чем устройство короткозамкнутых асинхронных двигателей, и, кроме того, синхронные двигатели должны иметь возбудитель или иное устройство для питания обмотки возбуждения постоянным током. Вследствие этого синхронные двигатели в большинстве случаев дороже короткозамкнутых асинхронных двигателей.
Пуск синхронных двигателей также сложнее, и регулировать частоту их вращения можно только регулированием частоты напряжения.
Способы пуска
1.Способ вспомогательного двигателя
2.Частотный пуск
3.Асинхронный пуск.
Асинхронный пуск
Схемы цепи возбуждения синхронного двигателя с машинными возбудителями при пуске: а - с разрядным сопротивлением; б - с наглухо включенным возбудителем; 1 - якорь двигателя; 2 - обмотка возбуждения двигателя; З - якорь возбудителя; 4 - обмотка возбуждения возбудителя; 5 - реостат возбуждения возбудителя; б - разрядное сопротивление; 7 и 8 - контакты контактора