3.Частотный пуск сд

Для него надо регулятор частоты. При пуске плавно повышает частоту тока от 0 доfном. Частота вращения поля статора также плавно меняется от 0 до синхронизирующего значения. На обмотку ротора сразу же подано напряжения питания. Ротор плавно разгоняется. Но при регулировании f надо регулировать и Uc. .

Регулирование частоты вращения ротора. .

Можно менять f1 и дp. Регулирование производят изменением частоты питающего тока f1. В чистом виде оно применяется для двигателей небольшой мощности. При больших моментах инерции двигатель будет выпадать из синхронизма, т.к. регулирование частоты надо делать очень плавно.

Применяется частотное регулирование с самосинхронизацией.

Управление преобразователем частоты осуществляется от датчиков положения ротора. Система настраивается т.о. чтобы напряжение было .

20. Синхронный компенсатор

СК представляет собой СД, который работает в режиме перевозбуждения.

Его предназначение- компенсирование Qв сетях. Нагрузка носит R-L характер .т.е ток отстаёт от U по фазе на какой-то угол. Ток возбуждения СК регулируется т.о. чтобы ток статора опережал Uc на угол близкий к 90 градусам. И чтобы этот ток был равен Iнагр.р.

Особенности конструкции СК:

1.Они не имеют выходного конца вала- вал выполняется менее массивным.

2.Уменьшаются воздушный зазор и размеры ОВ.

3.Выполняются обычно явнополюсными 2p=6-8.

4. Имеют более массивную магнитную систему.

CК-машины большой мощности.

21. Энергетика см

Часть мощности, которую потребляет СМ идет на компенсацию потерь самой машины Потери:

1)Потери на возбуждение

, - возбудителя(потери в цепи возбуждения)

Постоянные потери:

2)Механические потери (зависят от частоты вращения):

3)Магнитные потери (основная часть в серд. статора)

, - на вихревые токи

- зависят от величины B, от хар-к и толщины листов стали, а также от частоты перемагничивания.

4)Электрические потери в обмотки статора:

5)Добавочные потери – потери э\м хар-ра, учитывающие пульсацию магнитного поля, поверхностный эффект и др.

Энергетическая диаграмма (генератор):

Двигатель:

Потребляемая мощность поступает из сети

при самовозбуждении, когда О.В. питается через выпрямитель от эл. сети.

Из энергетических диаграмм видно, что процессы преобразования энергии в эл м. более сложные, чем это описывалось формулами и при различных допущениях

2 2. Качание см

Рассмотрим на примере неявнополюсной М. Пусть М работает с некоторой нагрузкой, развивает , ему соответствует пограничный угол Если резко увеличить до , то . Однако, из-за инерции ротора при изменении момента машины ускоряется и угол Q проскакивает и достигает ; ; Затем под действием синхронизирующего момента ротор уменьшает свою скорость и угол : и так далее. В результате возникают колебания частоты вращения ротора СМ – качания СМ. Свободные качания возникают при резких изменениях нагрузки

Период св. колебаний:

I-момент инерции вращающихся частей; - угловая скорость вращения ротора; - удельная синхронная мощность; Р- число пар полюсов

При качании с изменением угла Q меняется мощность машины P и момент М. О наличии качания СМ можно судить по качанию стрелок амперметра или вольтметра, включенных в цепи якоря. Для уменьшения амплитуды качания и ускорения их затухания исп-ся короткозамкнутая демпферная обмотка (ДО)(располагается на роторе в мощных наконечниках) – успокоительная обмотка. Действие ДО подобно действию механического демпфера, потери в котором успокаивают колебания механизма. При качениях в демпферной обмотке с изменением частоты вращения ротора индуцируется ЭДС. Под действием этой ЭДС возникает ток, он взаимодействует с резким магнитным полем. Возникает асинхронный демпферный момент: ; D – коэф. демпфирования; D= ; - приведенное R контура ДО.

При отсутствии демпфирования процесс колебания происходит без существенных потерь энергии. Свободные колебания при этом могут быть незатухающими.

В некоторых случаях возможно даже увеличение амплитуды этих колебаний – самораскачивание машины (машина теряет свою устойчивость).Из-за самораскачивания во многих случаях невозможна работа с сетью малонагруженных генераторов малой мощности (до 20 кВт).

Колебания СМ могут быть вынужденными. Они появляются, если на вал М действует периодически изменяющийся внешний момент. Такое возможно в СГ, приводимых во вращение от поршневых двигателей, а также Д, которые служат для привода поршневых компрессоров. Для уменьшения вынужденных колебаний увеличивают инерцию ротора, устанавливая маховик.

23.Асинхронный ход и ресинхронизация СМ

Наличие демпферной обмотки позволяет СМ работать не только в синхронном режиме, но и в асинхронном режиме при выхода из синхронизма. Выпадение из синхронизма может быть при снижении напряжения в сети, при уменьшении возбуждения или при резком возрастании внешнего момента( ) При выпадении из синхронизма, если М работала генератором- скорость ротора становится больше синхронной ,а если двигателем – скорость ротора становится меньше синхронной. По мере отклонения частоты вращения ротора от частоты вращения поля возникает скольжение и асинхронный момент.

П ри некотором скольжении асинхронный э/м момент уравновешивает внешний момент машина переходит в установившийся асинхронный режим со скольжением

Асинхронный режим не является нормальным. В таком режиме СМ не генерирует Q в сеть, а потребляет ее из сети. Поэтому после устранения причин, приведших к выпадению из синхронизма, должна быть восстановлена синхронная работа. Процесс перевода из асинхронного режима в синхронный называется ресинхронизацией. После перехода М в асинхронный режим, когда первым делом снять возбуждение. При этом исчезает знакопеременный синхронный момент, который вызывает колебания угловой скорости и токов в обмотке якоря. После отключения токов возбуждения устанавливается асинхронный режим с некоторым скольжением S. При этом сохраняется Р машины. Длительность асинхронного режима зависит от потерь в короткозамкнутых контурах ротора. =s . Длительность асинхронного режима должна быть определена тепловым расчетом.

Процесс ресинхронизации аналогичен процессу самосинхронизации. Если скольжение в асинхронном режиме меньше, чем скольжение при котором возможно втягивание в синхронизм, то ресинхронизацию можно провести без предварительного уменьшения нагрузки М.

Если S больше, чем скольжение, при котором возможно втягивание в синхронизм – машину предварительно разгружают.