7.2. Трифазні синхронні генератори

Схема трифазного синхронного генератора на рис. 7.1. Його ротор обертають будь-яким двигуном з незмінною синхронною кутовою швидкістю

,

якій відповідає частота обертання . Магнітне поле ротора перетинає вітки обмоток статора, тому в кожній її фазній обмотці збуджуються ЕРС

,

,

.

Рис. 7.1. Схема трифазного

синхронного генератора.

Якщо регулювати змінним резистором R_Р струм збудження I_З, будуть змінюватися амплітуди ЕРС та одночасно будуть змінюватись і напруга на приймачах.

7.3. Зовнішні характеристики

Якщо до генератора підключити навантаження, то в його обмотках з’явиться струм. При зміні навантаження будуть змінюватися також і струми, адже змінюється і напруга на приймачах. Залежність U(I) – зовнішня характеристика ( рис. 7.2. ).

Рис. 7.2. Зовнішні характеристики синхронного генератора.

7.4. Синхронний двигун

Дуже часто для синхронного двигуна доводиться застосовувати асинхронний пуск

( рис. 7.3. ). При цьому такий двигун окрім обмотки збудження на роторі повинен мати короткозамкнену обмотку як у асинхронного двигуна.

Спочатку двигун розганяють як асинхронний до кутової швидкості близько до синхронної, а потім підключають обмотку збудження ротора на постійну напругу. Ротор збільшує кутову швидкість до синхронної і працює як синхронний двигун.

Рис. 7.3. Схема асинхронного

пуску синхронного двигуна.

Робочі характеристики

Робочі характеристики ( рис. 7.4 ) одержують так само, як ї у асинхронного двигуна. Вони зображають залежності частоти обертання ротора п , струму I, коефіцієнта потужності cosта ККДвід корисної потужності на валу машиниР₂.

Рис. 7.4. Робочі характеристики синхронного двигуна.

U - подібні криві

Це залежності струму обмотки статора та коефіцієнта потужності двигуна від струму обмотки ротора, тобто І(Із) та соs(I_З) ( рис. 9.4 ). Вони показують як у синхронного двигуна регулювати коефіцієнт потужності за допомогою стуму збудження, тобто компенсувати реактивну потужність. При <буде індуктивне навантаження, при> – ємнісне навантаження, а при =  активне навантаження, при якому соs= 0.

Рис. 9.5. U – подібні криві синхронного двигуна.

Задача 7.1

Визначити кількість полюсів ротора трифазного синхронного двигуна, обмотка статора якого приєднана до мережі частотою 50 Гц, якщо частота обертання ротора складає 1500 об/хв.

Розв’язання

Кількість полюсів ротора та статора однакові. З рівняння отримуємо.

8. Машини постійного струму Машини постійного струму використовують як генератори та двигуни. Вони можуть перетворюватися з генератора на двигун та навпаки.

8.1. Будова та способи збудження

Машини постійного струму має дві основні частини ( рис. 8.1 ).

Рис. 8.1. Будова машини постійного струму.

Станина. Усередині порожнього стального циліндра закріплена парна кількість головних полюсів з обмотками збудження. Обмотка з більшою кількістю витків та великим опором має затискачі Ш1 і Ш2, а з малою кількістю витків та малим опором – С1 і С2.

Якір – це ротор з обмоткою. Він має обмотку з затискачами Я1 і Я2. Окремі секції цієї обмотки приєднані до колекторних пластин, до яких притиснуті щітки. Якір потрібен для одержання ЕРС, а колектор із щітками для перетворення змінної ЕРС у ЕРС постійного напряму.

Від способу збудження залежать ті чи інші властивості машин постійного струму. Для збудження використовують такі способи:

 машина незалежного збудження;

 машина паралельного збудження;

 машина послідовного збудження;

 машина змішаного збудження.