Вопрос 3 Холостой ход синхронных генераторов

Под холостым ходом автономного синхронного генера­тора понимается такой режим его работы, при котором ро­тор вращается приводным двигателем, а обмотка якоря разомкнута. В этом случае магнитное поле машины созда­ется только током возбуждения. Это поле можно разло­жить на две составляющие: основное поле, магнитные ли­нии которого проходят через воздушный зазор и сцепляют­ся с обмоткой якоря, и поле рассеяния полюсов, магнитные линии которого сцепляются только с обмоткой возбуж­дения.

Магнитный поток основного поля при вращении полю­сов индуктирует в обмотке якоря ЭДС. К этой ЭДС и к на­пряжению на выводах генератора предъявляется требова­ние, чтобы их форма приближалась к синусоидальной. Это требование обусловлено тем, что при синусоидальных ЭДС и напряжении ток в якоре при линейном характере подключенной цепи также синусоидален. Вследствие этого сум­марные потери в генераторе и у потребителей минималь­ны, так как отсутствуют добавочные потери от высших гармонических. Критерием для оценки кривой ЭДС служит коэффициент искажения синусоидальности этой кривой, под которым понимается выраженное в процентах отноше­ние корня квадратного из суммы квадратов амплитудных (или действующих) значений высших гармонических со­ставляющих данной кривой к амплитудному (или дейст­вующему) значению основной гармонической этой кривой:

 

где ν - порядок гармонической составляющей.

Важной характеристикой синхронной машины является характеристика холостого хода. Она представляет собой зависимость ЭДС, индуктируемой в обмотке якоря, от тока возбуждения при неизменной частоте вращения ротора. Эта характеристика позволяет
оценить насыщение магнит­ной цепи машины и с ее помощью построить векторные диаграммы и другие характеристики машины.

На рис. 22 показана схема для снятия характерис­тики холостого хода опытным путем. С помощью резистора R _в ток возбуждения изменяют от максимального значения до нуля, записывая при этом показания амперметра и вольтметра.

 

 

Опытная характеристика холостого хода по­казана на рис. 23 штриховой линией.

При токе возбуждения I _в =0 ЭДС от остаточного магнетизма E _ост = (2÷3) %U_1ном. При расчетах обычно используют характеристику холостого хода, которую получают, смещая опытную характеристику вправо на расстояние АО (сплошная линия).

 

Билет 17

Вопрос 1 Включение ненагруженного трансформатора. Перенапряжение в трансформаторах (как 16.1)

Процесс описывается следующими уравнениями:

(8.1)

где a₀ – фаза включения трансформатора.

В уравнении (8.1) индуктивность L₀ величина переменная, зависящая от Ф₀, поэтому введём в уравнение (8.1) переменную Ф₀, которую можно определить из формулы .

; , (8.2)

При этом получим

(8.3)

Приближённое решение можно получить, полагая L₀ = пост. и .

Решение дифференциального уравнения (8.3) имеет вид:

, (8.4)

где j₀ – фазовый угол между векторами напряжения и тока, равный .

Так как wL₀ ññ r₀, то j₀ » , то уравнение (8.4) имеет вид:

, (8.5)

При t = 0 поток Ф₀ = + Ф_ост., где Ф_ост. – остаточный магнитный поток.

Ф_ост. = 0,5Ф_m. (8.6)
Окончательно

, (8.7)

Наиболее благоприятные условия будут при α₀=π/2 и Ф_ост.=0. В этом случае

, (8.8)

т.е. с момента включения в трансформаторе установится номинальный магнитный поток.

Наиболее неблагоприятным будет включение трансформатора при α₀=0 и противоположным по знаку потока Ф_ост., тогда

, (8.9)

В этом случае через пол периода после включения поток достигает максимума.

, (8.10)