3. Типи синхронних машин та їх будова.

Синхронна машина складається із нерухомої частини – статора та рухомої (обертаючої) частини – ротора.

Статори синхронних машин не відрізняються від статорів асинхронних машин – корпус, осердя, обмотки.

Ротори синхронних машин бувають 2-х видів – явнополюсні та неявнополюсні.

В енергетичних установках по виробництву електроенергії змінного струму в якості приводних двигунів застосовують гідравлічні турбіни, парові турбіни та двигуни внутрішнього згорання (дизелі).

Застосування того чи іншого привідного двигуна суттєво впливає на конструкцію синхронного генератора (а чому?).

Для гідравлічних турбін частота обертання є досить невеликою (60 – 500 об/хв.). Тому, щоб отримати f₁ = 50 Гц (а ) необхідно застосувати ротор з великим числом полюсів.

Ротори гідрогенераторів мають явно полюсну конструкцію, при якій кожний полюс виконують у вигляді окремого вузла, що складається із осердя, полюсного наконечника та котушки. Всі полюси закріплюються на ободі, який являється також і ярмом магнітної системи, в якому замикаються магнітні потоки полюсів.

Гідрогенератори звичайно виконують з вертикальним розташуванням валу.

Парові турбіни працюють при великій частоті обертання, тому генератори, які приводять такі турбіни, називають турбогенераторами.

Ротори турбогенераторів виконують 2-полюсними (п₁ = 3000об/хв.), або 4-полюсними (п₁ = 1500об/хв.).

При роботі турбогенератора на його ротор діють значні відцентрові сили.

Тому, за умов механічної міцності ротор турбогенератора виконують неявно полюсним,виконаним у вигляді повздовжнього стального циліндра з профрезерованими пазами, в які вкладається обмотка збудження.

Обмотка збудження займає 2/3 поверхні ротора, а 1/3 поверхні створює полюси.

Турбогенератори та дизель-генератори виконують з горизонтальним розташуванням валу.

Дизель-генератори розраховані на частоту обертання - об/хв. і виконують з явно полюсним ротором.

Велику групу синхронних машин складають синхронні двигуни, які виконують потужністю до декількох тисяч кіловат, та призначені для привода потужних вентиляторів, насосів, компресорів та других механізмів, що не потребують регулювання частоти обертання.

Контрольні питання:

1. Що таке серія електричних машин?

2. Двигуни якої серії використовуються для приводу металургійних та кранових механізмів?

3. З якою метою випускають високовольтні двигуни?

4. Що відрізняє синхронні машини від асинхронних?

5. Які існують способи збудження синхронних машин?

6. Яке призначення тиристорних перетворювачів в системі самозбудження СГ?

7. будова синхронних машин.

8. В чому різниця явнополюсних та неявнополюсних роторів СМ?

Тема: МАГНІТНЕ ПОЛЕ ТА ХАРАКТЕРИСТИКИ

СИНХРОННИХ ГЕНЕРАТОРІВ.

1. Магнітне коло синхронної машини.

В режимі х.х. струм статора І₁ = 0. Магнітне поле створюється тільки м.р.с. обмотки збудження, щоб розподіл магнітної індукції в зазорі відповідав синусоїдальній формі.

Повітряний зазор виконують нерівномірним, збільшуючи його по краям полюсних наконечників.

Основний магнітний поток, залишаючись в магнітному колі синхронної машини проходить по таким ділянкам: повітряний зазор δ, зубцьовий шар статора h_z, зубцьовий шар ротора h_z2, полюс ротора h_m, спинку статора L, та спинку ротора L_об.

М.р.с. обмотки збудження

F_зб = ΣF = 2F_δ+2F_z1+2F_z2+2F_m+F_c1+F_об

Порядок розрахунку магнітних напруг на ділянках магнітного кола такий саме, як для асинхронних машин.

Число витків в полюсній котушці ротора

(А)