- •Катушка с ферромагнитным сердечником
- •§ 1.1. Назначение и области применения трансформаторов
- •§ 1.2. Принцип действия трансформаторов
- •§1.3. Устройство трансформаторов
- •§ 1.11. Опытное определение параметров схемы замещения трансформаторов
- •§ 82. Рабочий процесс трансформатора
- •§ 1.7. Векторная диаграмма трансформатора
- •§ 1.12. Упрощенная векторная диаграмма трансформатора
- •§ 1.4. Уравнения напряжений трансформатора
- •§ 1.5. Уравнения магнитодвижущих сил и токов
- •6 Назначение режимов холостого хода и короткого замыкания
- •7Особенности конструкции трехфазного трансформатора
- •8 Параллельная работа трансформаторов
- •9 Классификация электрических машин
- •10 Конструкция и принцип действия асинхронного двигателя
- •Синхронные машины. Назначение
- •Устройство синхронной машины
- •Принцип работы синхр. Генератора, реакция якоря на подключение нагрузки
- •Реакция якоря синхронной машины
- •Характеристики синхронного генератора
- •Холостой ход синхронного генератора
- •Устройство электрической машины постоянного тока
- •Генераторы с независимым возбуждением. Характеристики генераторов
- •Генераторы с самовозбуждением. Принцип самовозбуждения генератора с параллельным возбуждением
- •31. Механические характеристики двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением
- •32.Регулирование оборотов электрических машин
- •Регулирование скоростей электроприводов с синхронными машинами.
- •33.Реверсирование электрических двигателей
- •34.Конструкция обмоток машин постоянного тока
- •35.Структура петлевых обмоток электрических машин
- •Конструкция и работа реверсивной схемы управления
- •Структура и работа схемы реверсирования ад с динамическим торможением
- •Режимы работы электрических двигателей
Характеристики синхронного генератора
Основными характеристиками синхронного генератора являются характеристика холостого хода, а также внешняя и регулировочная характеристики.
Холостой ход синхронного генератора
Рис.
11.19
, (11.49)
Рис.
11.20
Зависимость при называется характеристикой холостого хода (рис. 11.20). Она применяется при расчете других характеристик и анализе режимов работы синхронных генераторов и двигателей.
Характеристика короткого замыкания представляет собой зависимость при U = 0 и . При допущении R = 0 из (11.52) следует, что ток короткого замыкания является чисто индуктивным и по модулю равен
. (11.54)
При коротком замыкании реакция якоря является размагничивающий, результирующий магнитный поток мал, магнитная цепь ненасыщена и характеристика короткого замыкания прямолинейна (рис. 11.24).
Следует отметить, что в (11.54) и числитель и знаменатель пропорциональны частоте вращения и поэтому характеристики короткого замыкания не зависят от частоты вращения, за исключением малых скоростей, когда оказывает влияние активное сопротивление обмотки статора.
Внешняя характеристика. Это зависимость напряжения генератора от тока нагрузки при , . Если принять начальное напряжение , то вид внешних характеристик будет соответствовать рис. 11.25. При активно-индуктивной нагрузке ( < 1) поток реакции якоря размагничивает машину и напряжение уменьшается с увеличением тока нагрузки по кривой 1. При активной нагрузке ( = 1,0) поперечная реакция якоря также вызывает уменьшение напряжения (кривая 2). При активно-емкостной нагрузке продольная намагничивающая реакция увеличивает ЭДС , следовательно, и напряжение (кривая 3).
-
Рис. 11.24
Рис. 11.25
Регулировочная характеристика представляет собой зависимость (зависимость тока возбуждения генератора Iв от тока нагрузки I ) при , , . Вид семейства регулировочных характеристик показан на рис. 11.26, а их физический смысл объясняется действием реакции якоря при различном характере нагрузки. Обычно номинальным режимом работы генератора является = 0,8 (при индуктивной нагрузке). В этом случае для поддержания при переходе от холостого хода ( ) к номинальной нагрузке ( ) необходимо увеличить ток возбуждения в 1,7...2,2 раза.
23
ПРИНЦИП РАБОТЫ И НАЗНАЧЕНИЕ СИНХОРННОГО ДВИГАТЕЛЯ
Синхронные двигатели получили широкое распространение в промышленности для электроприводов, работающих с постоянной скоростью.
В отличие от синхронного генератора в синхронном двигателе ось полюсов ротора отстает от оси полюсов вращающегося магнитного поля статора на угол и электромагнитный момент определяется по уравнению (11.55):
,
где или .
Уравнения электрического баланса аналогичны режиму генератора. Поэтому генератор и двигатель характеризуются общими закономерностями.
Активная мощность синхронного двигателя зависит от тормозного момента на валу. При этом ЭДС отстает от напряжения на угол . Предельным моментом является наибольший электромагнитный момент, за которым синхронный режим нарушается.
Синхронные двигатели имеют по сравнению с асинхронными большое преимущество, заключающееся в том, что благодаря возбуждению постоянным током они могут работать с и не потребляют при этом реактивной мощности из сети, а при работе с перевозбуждением даже отдают реактивную мощность в сеть. Реактивная мощность синхронного двигателя регулируется изменением тока возбуждения. При недовозбуждении реактивная мощность имеет индуктивный характер, при перевозбуждении – емкостный.
Принцип действия синхронного двигателя основан на взаимодействии вращающегося переменного магнитного поля якоря и постоянных магнитных полей полюсов индуктора. Обычно якорь расположен на статоре, а индуктор — на роторе. В мощных двигателях в качестве полюсов используются электромагниты (ток на ротор подаётся через скользящий контакт), в маломощных — постоянные магниты. Именно конструкция ротора и определяет наиболее существенное отличие синхронных электродвигателей от асинхронных.
Так же как и в генераторе, на статоре синхронного двигателя помещается трехфазная обмотка, при включении которой в сеть трехфазного переменного тока будет создано вращающееся магнитное поле, число оборотов в минуту которого
На роторе двигателя помещена обмотка возбуждения, включаемая в сеть источника постоянного тока. Ток возбуждения создает магнитный поток полюсов. Вращающееся магнитное поле, полученное токами обмотки статора, увлекает за собой полюса ротора. При этом ротор может вращаться только с синхронной скоростью, т. е. со скоростью, равной скорости вращения поля статора. Таким образом, скорость синхронного двигателя строго постоянна, если неизменна частота тока питающей сети.
Достоинством синхронных двигателей является также меньшая, чем у асинхронных, чувствительность к изменению напряжения питающей сети. У синхронных двигателей вращающий момент пропорционален напряжению сети в первой степени, тогда как у асинхронных— квадрату напряжения.
24
ОСОБЕННОСТИ МЕХАНИЧЕСКОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ СД
25
КОНСТРУКЦИИ МАШИН ПОСТОЯННОГО ТОКА И СХЕМЫ ИХ ВОЗБУЖДЕНИЯ