Схема замещения и векторная диаграмма

Синхронного двигателя.

.

Э.д.с. потока статора целесообразно заменить паданием напряжения на индуктивным сопротивлении , где - синхронное сопротивление машины, представляющее индуктивное сопротивление фазы статора.

Сравнению соответствует эквивалентная схема замещения.

 

 

 

 

Электромагнитный момент и угловая

Характеристика синхронного двигателя.

Ведущим элементом муфты является внешний магнит N S поле которого аналогично плюю статора. Внутренний магнит N0 S0 синхронно следует за ведущей половиной муфты. Чем больше тормозной момент нагрузки на валу, тем больше растягиваются магнитные силовые линии, тем больше вращающий электромагнитный момент, создающий «упругими» силами магнитного поля. Смещение полюсов статора и ротора характеризуется углом . Зависимость момента на валу от угла носит название угловой характеристики.

,

,

, ,

,

.

 

 

Устойчивая работа асинхронного двигателя возможна на участке где с россом угла растет и вращающий момент, т.е. . Практически синхронные двигатели рассчитывают так, чтобы , а угол при номинальном моменте был . При больших углах могут возникать качания.

 

Регулирование коэффициента мощности

Синхронного двигателя.

И образные характеристики.

Синхронный двигатель принципиально может работать с опережающим или отстающим . Возможна также работа при .

При питании двигателя от сети большой мощности напряжение на его зажимах будет всегда неизменным. Следовательно, результирующая э.д.с. и результирующее потокосцепление статорной обмотки должен оставаться постоянными при любом режиме работы машины.

Регулирование тока возбуждения, т.е. поля ротора, сопровождается таким изменением поля статора, при котором сохраняется постоянным результирующее поле машины.

Рассмотрим случай, когда двигатель работает в режиме холостого хода . Ток возбуждения имеет такую величину, что , последнее равенство обеспечивается, когда . В этом режиме поле ротора имеет ту же интенсивность, что и результирующая поле. Следовательно поле статора должно отсутствовать , и ток в обмотке статора также должен быть равен нулю.

; .

 

 

При холостом ходе:

J индуктивный

J емкостный

 

 

 

Для количественной оценки регулирования реактивной составляющей тока статора с помощью тока возбуждения используют V – образные характеристики при М=const. Эти характеристики строят экспериментами или на основании расчетов.

 

Использование синхронного двигателя на промышленных предприятиях целесообразно, так как для питающей цепи он является активно – емкостной нагрузкой при значительном токе возбуждения. В режиме, когда , включение двигателя в сеть подобно подключению сопротивления и батареи конденсаторов. Выпускаемые промышленностью двигатели рассчитаны на работу с 0,8 при опережающем токе.

 

Пуск синхронных двигателей.

Для разгона синхронных двигателей их роторы снабжают специальной пусковой обмоткой, подобной «беличьему колесу» асинхронных двигателей.

В рабочем режиме при ток в пусковой обмотке становится равным нулю. При толчках нагрузки выпускает ускорение ротора и появляется ток в короткозамкнутой обмотке, который способствует демпфированию качаний ротора. При пуске обмотка возбуждения ротора отключается от источника питания и замыкается через разрядное сопротивление в 6 ÷ 10 раз превышающее сопротивление этой обмотки. Если обмотку не замкнуть, то в момент пуска напряжение на выводах увеличивается в 20 ÷ 30 раз, что приводит к пробою изоляции.

При растяжении обмотка возбуждения автоматически отключается от разрядного сопротивления и замыкается на источник постоянного тока. Двигатель втягивается в синхронизм.

 

n

Мmax

М

 

Мсин

nвх

 

n0

 

Мвх

 

 

Работа генератора в электрических

Системах большой мощности.

В современных электрических системах электрическая энергия поступает в сеть от большого числа // работающих генераторов. Отдельные электрические станции объединяются в мощные энергосистемы, куда входят сотни генераторов.

Стабилизация частоты и напряжения осуществляется автоматически. Каждый отдельный генератор может рассматриваться как включенный на зажимы активного двухполюсника с бесконечно малым входным сопротивлением, который замещает всю остальную энергосистему.

Действующее значение напряжения на зажимах генератора постоянно, а частота равна 50 Гц. Любое изменение нормального режима работы генератора не может изменить напряжение и частоту системы, т.е. не может повлиять на работу других машин.

 

 

Напряжение на зажимах машины можно принять работой результирующей э.д.с. Е.

Постоянству частоты и амплитуды э.д.с. Е соответствует постоянство частоты и амплитуды потокосцепления результирующих поля машин.

Следовательно при параллельной работе синхронной машины с системой бесконечной мощности результирующее магнитное поле машины должно оставаться неизменным и вращаться в пространстве с постоянной угловой скоростью Ω.