Контрольные вопросы

  • 1. Поясните конструктивные особенности построения и функционирования синхронных генераторов.
  • 2. Получите математическое выражение для ЭДС в обмотке синхронного генератора.
  • 3. В чем состоит физическая сущность реакции якоря синхронного генератора при активной, емкостной и индуктивной нагрузках?
  • 4. Обоснуйте условия и способы включения синхронных генераторов на параллельную работу.
  • 5. Назовите особенности устройства, принципа действия и характеристик генератора повышенной частоты.
  • 6. Покажите особенности конструкции и принцип работы синхронных тахогенераторов.

СИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ

Синхронные двигатели и их характеристики

Синхронные двигатели в основном выполняют явнополюсными. Учитывая важное свойство синхронных двигателей — при перевозбуждении работать с опережающим cos ср, их изготовляют для номинальной работы при cos ср = 1 и опережающем cos ср= 0,8.

Статор двигателя имеет ту же конструкцию, что и статор синхронного генератора. Для облегчения пуска двигателя зазор у него делается меньше зазора у генератора. В полюсные наконечники двигателей закладывают специальную пусковую обмотку. Возбудитель обычно насаживают на вал двигателя, а в двигателях большой мощности выполняют отдельно (рис. 8.1).

Схема синхронного двигателя

Рис. 8.1. Схема синхронного двигателя

Как отмечалось, синхронные машины обладают свойством обратимости. Если к синхронному генератору, работающему параллельно с сетью, прекратить подвод механической энергии, то машина будет продолжать вращаться синхронно, так как статор и ротор по-прежнему упруго сцеплены между собой. Разница лишь в том, что при работе машины в качестве двигателя мощность подводят из сети к его статору, магнитный поток которого является ведущим звеном системы, а поток ротора и, следовательно, сам ротор — ее ведомым звеном.

Поэтому ось потока статора двигателя всегда опережает ось потока ротора на угол 0, а вектор подводимого к двигателю напряжения опережает составляющую — Еа на тот же угол 0. Установившийся режим работы двигателя имеет место при таком угле 0, когда вращающий и тормозящий моменты двигателя взаимно уравновешиваются.

При изучении электромагнитных процессов в синхронных двигателях пользуются теми же методами, что и при исследовании генераторов [431.

При построении векторной диаграммы двигателя учитывают, что по второму закону Кирхгофа приложенное к двигателю напряжение 0 в любой момент времени уравновешивается совокупностью противоЭДС двигателя 1?дв:

й = -ЬЁЛ в = ~{Ё0 + Ёч + Е(1) = -Ё0 + Д + Дёха. (8.1)

Причем, параметры 0, /, со8(ф > 0) и синхронно-индуктивные сопротивления по продольным и поперечным осям реакции якоря хд, х(! предполагают заданными. Векторная диаграмма синхронного двигателя приведена на рис. 8.2. Под углом ср к вектору тока 1а откладывают вектор напряжения 0, который уравновешивается Е?дв.

Векторная диаграмма перевозбужденного синхронного двигателя

Рис. 8.2. Векторная диаграмма перевозбужденного синхронного двигателя

Складывая векторы Ёй и Ё с вектором U, получаем вектор ЭДС — Ёа. Следует отметить, что при индуктивном характере нагрузки (ф > 0) и cos ф = const реакция якоря размагничивает генератор и намагничивает двигатель. Это объясняется тем, что ток /д, а стало быть, и создаваемая им МДС реакции якоря ориентированы противоположно относительно ЭДС Еа, создаваемой в генераторе и двигателе основным потоком Фи.

О работе синхронного двигателя судят по рабочим характеристикам: п, М, ц, cos ср =/(Р2) при U= const,/= const, /„= const (рис. 8.3, а, б). Частота вращения п = п = 60f/p = const при всех режимах. Вращающий момент М = Мхх + М2. Момент холостого хода Мхх = const, а полезный момент М2 = Р2/и> изменяется пропорционально полезной мощности, и зависимость M=f(P2) изображают прямой линией.

Рабочие характеристики синхронного двигателя

Рис. 8.3. Рабочие характеристики синхронного двигателя

Зависимость r =f{P2) имеет обычный для всех электрических машин характер. КПД почти постоянен в пределах изменения нагрузки от 0,5^2 НОм ДО Р2 НОм- Характер изменения cos ср =/2) (рис. 8.3,6) зависит от того, какое установлено возбуждение двигателя. Если подрегулировать ток возбуждения так, что при холостом ходе cos ср = 1 (кривая /), то при нагрузке для получения cos ср = 1 необходимо повысить ток возбуждения. Но так как по условию /в = const, то при нагрузке получится режим недовоз-буждения, при котором появятся реактивные токи, отстающие от U, [cos(+ (р)|.

Если cos ср = 1 при номинальной нагрузке (кривая 2), то при недогрузке двигатель потребляет из сети реактивные (емкостные) опережающие [cos (— ср)|, а при перегрузке — отстающие (индуктивные) токи. Для возможно меньшего изменения cos ср устанавливают нормальное возбуждение (cos ср = 1) при нагрузке, равной 0,5/>2ном (кривая 3).

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ     След >