Режимы работы сг при параллельной работе с сетью

Изменение активной и реактивной мощностей СГ, работающих параллельно с сетью бесконечно большой мощности осуществляется путем изменения внешнего момента и тока возбуждения. Чтобы обеспечить требуемый режим работы генератора, обычно одновременно регулируют I_B, и вращающий момент.

Работа генератора с неизменным током возбуждения.

Для генератора с неявно выраженными полюсами векторную диаграмму строим по уравнению . Векторпо контуру «Генератор – сеть» имеет встречное направление напряжению генератора, т.е.=

- Если генератор работает с Сosφ=1, то вектор тока якоря I_A1 совпадает по направлению с напряжением U, а вектор опережает их на угол θ₁.

- При повышении нагрузки, следует увеличить момент М, приложенный к валу Г. При этом угол θ тоже увеличится до какого-то значения θ₂ в соответствии с возрастанием Р₁ до Р₂. Принимая полезную мощность (отдаваемую в сеть) равной электромагнитной , для соотношения мощностей. Таким образом, при повышении мощности Р₁ до Р₂, вектор поворачивается в сторону опережения и образует сугол θ₂. Конец скользит по окружности с радиусом равным, т.к. ток возбуждения остается неизменным. Соединивс, получим вектор, вектор токаперпендикулярен падению напряжения, а его модуль равен

- При уменьшении Р₁ до Р₃ следует уменьшить момент М, приложенный к валу генератора. При этом новый угол θ₃ < θ₁, Построение всех векторов аналогично методу, описанному при увеличении θ.

Приведенные диаграммы показывают, что при изменении М, приложенного к валу СГ, работающего параллельно с сетью, изменяется не только активная, но и реактивная мощность. Следовательно, чтобы обеспечить благоприятный или требуемый режим работы генератора, при изменении активной мощности необходимо регулировать и ток возбуждения.

Работа генератора с неизменным моментом.

Неизменность внешнего момента на валу генератора эквивалента неизменности его мощности . При работе на сеть бесконечной мощности,, следовательно, при изменении тока возбуждении остается постоянной активная составляющая тока якоря.

На векторной диаграмме это условие выражено тем, что конец вектора скользит по АВ перпендикулярно направлении скорости вращения.

При неизменной мощности (для неявнополюсной машины) верным будет условие . При изменении тока возбуждения остаются неизменными все величины, кроме Е₀ и Sinθ. Следовательно условие неизменной мощности приводит к условию Е₀Sinθ=const. На диаграмме это условие выражено в том, что конец вектора Е₀ скользит по прямой СD, параллельной вектору напряжения. Чем меньше ток возбуждения, тем меньше по модулю вектор , но больше угол θ. Вектор тока якоряперпендикулярен вектору падения напряжения, следовательно, его легко можно построить для каждого угла θ.

Минимальному значению тока соответствует режим работы при, чему соответствует определенный. При повышениивыше этого значения или его понижении, токувеличится.

Синхронный двигатель

СМ, как и другие электрические машины, обратимы, т.е. они могут работать как в двигательном, так и в генераторном режимах. Но электропромышленность выпускает СМ, предназначенные для работы только или в двигательном, или в генераторном режимах. Т.к. конструктивное исполнение этих машин различно.

СД чаще работают в пусковых режимах и должны развивать бОльший пусковой момент, чем генераторы. Поэтому для двигателей в конструкции предусмотрена демпферная (пусковая) обмотка, рассчитанная на большие токи и более длительный режим. Для возбуждения СД используется электромашинная система возбуждения или тиристорная система возбуждения.

В электромашинных системах возбуждения якорь возбудителя – генератора постоянного тока – соединяется с валом СД жестко или в тихоходных машинах – через клиноременную передачу, которая обеспечивает увеличение частоты вращения возбудителя и снижение его массы. Системы возбуждения СД не отличаются от системы возбуждения СГ.

Если мощность на валу СМ, работающей генератором параллельно с другими СМ, уменьшать, то угол θ будет также уменьшаться. При мощности на валу, равной нулю, угол θ также равен нулю (если пренебречь потерями в машине). В этом случае ЭДС машины прямо противоположна напряжению сети.

Если создать на валу машины тормозящий момент, то вектор ЭДС Е_о будет отставать от вектора напряжения U. Будем в этом случае считать угол θ отрицательным.

СМ, работающая параллельно с сетью автоматически переходит в двигательный режим, если к валу ротора приложен тормозной момент. При этом машина начинает потреблять из сети активную мощность (т.к. изменяется знак угла θ на отрицательный) и возникает электромагнитный вращающий момент. Частота вращения ротора остается неизменной, СМ при работе двигателем, как и при работе генератором, будет держаться в синхронизме жестко связанной с частотой сети по соотношению , что является важнейшим эксплуатационным свойством СД