45. Синхронные машины: общие сведения, устройство

Синхронной машинной – называется машина переменного тока у которой скорость вращения ротора совпадает с частотой вращения маг. поля статора. Синхронные машины применяются в качестве генератора, реже в качестве двигателей по устройству ротора различают синхронные машины я ясно выраженными полюсами и синхронные машины с не явно выраженные полюсами.

Принцип действия синхронного генератора.

В процессе вращения ротора магнитное поле постоянного магнита так же вращается с частотой h, а поэтому каждый из проводников обмотки статора попеременно оказывается то в зоне N магнитного полюса, то в зоне S магнитного полюса. При этом каждая смена полюсов сопровождается изменением напряжения ЭДС в обмотке статора. Таким образом, в обмотке статора синхронного генератора наводиться переменная ЭДС, а поэтому ток i в этой обмотке и в нагрузки z также переменный.

e= Bб 2/U = Bб 2 L ∏ D1n1/ 60

Эта формула показывает, что при неизменной частоте вращения ротора форма кривой переменной ЭДС обмотки якоря определяется исключительно законом распределения магнитной индукции Вб в зазоре. Если бы график магнитной индукции в зазоре представлял собой синусоиду, то ЭДС генератора было бы синусоидальной. Однако получиться синусоид. распределения индукции в зазоре практически невозможно. Так, если воздушный зазор б постоянен, то магнитная индукция Вб в воздушном зазоре распределяется в зазоре распределяется по трапецеидальному закону, а следовательно, и график ЭДС генератора представляет собой трапецеидальную кривую. Если края полюсов скосить так, что бы зазор на краях полюсов наконечников был равен δmax, то график распределения магнитной индукции в зазоре приблизиться к синусоиде, а следовательно, и график ЭДС генератора приблизиться к синусоиде.

49. Характеристики синхронного генератора Характеристика холостого хода.

Это зависимость ЭДС генератора E₀ на холостом ходу от тока возбуждения I_в.

Она связана с кривой намагничивания стали и напоминает её по форме. На холостом ходу синхронного генератора его ЭДС создаётся только главными магнитными потоками, поэтому ЭДС пропорциональна Φo, а он, в свою очередь, пропорционален B₀, т.е. индукции в статоре, поэтому зависимость E₀ = f (I_В) подобна зависимости B₀ = f (I_В). Номинальный режим возбуждения генератора выбирают в области изгиба кривой (точка А).

Внешняя характеристика.

Внешняя характеристика синхронного генератора характеризует его электрические свойства и представляет собой зависимость напряжения на зажимах генератора U от его тока нагрузки I при постоянных значениях коэффициента мощности cosφ, скорости вращения ротора n и тока возбуждения I_В.

Чтобы экспериментально получить внешнюю характеристику, нужно сначала нагрузить генератор до номинального тока I_Н при номинальном напряжении U_Н на зажимах генератора, которое устанавливается путём регулировки тока возбуждения. Затем, поддерживая ток возбуждения и частоту вращения постоянными, постепенно уменьшают ток нагрузки до нуля. Внешние характеристики могут иметь спад (кривая 2) или подъём (кривая 3) в зависимости от характеристики нагрузки и действия реакции якоря.

Номинальный режим нагрузки выбирают так, чтобы при cosφ = 0,8 изменение напряжения ΔU не превышало 35 – 45% от номинального (кривая 1).