ТОП 10:

Харктеристики явнополюного и неявнополюсного синхронного генератора



Характеристики строят в именованных единицах, как показано на рис. 3.3,а. Номинальный угол нагрузки θном определяется графически по характеристике, снятой при Iв=Iном, причем Р1ном=Sномcosφном (номинальные мощность и коэффициент мощности берутся из паспорта машины).


Рис. 3.3. Угловые характеристики явнополюсного синхронного генератора: а –экспериментальные, б – расчетные.

Для определения перегрузочной способности генератора следует провести дополнительные построения основанных на теории синхронных машин. Угловая характеристика трехфазного явнополюсного синхронного генератора с электромагнитным возбуждением описывается уравнением

где Р1— электромагнитная мощность, Вт; U1— фазное напряжение, В; E10— фазная ЭДС холостого хода, соответствующая току возбуждения, при котором снималась характеристика, В; хd, хq — синхронные индуктивные сопротивления по продольной и поперечной осям, Ом.

Уравнение переписать в виде

где Pm1— амплитудное значение электромагнитной мощности, обусловленной потоком возбуждения; Рт0— амплитудное значение электромагнитной мощности, обусловленной магнитной асимметрией ротора. Рт0 определяется из снятой при нулевом токе возбуждения угловой характеристики как

(Для получения более достоверных результатов значения мощности Р1и соответствующего ей угла θ следует брать для точек с наибольшей мощностью.)

Угловая характеристика невозбужденного генератора (рис. 3.3,б) достраивается до угла θ=90° по выражению

Затем графическим путем производят вычитание из угловой характеристики возбужденного генератора (Iв=Iном) угловой характеристики невозбужденного генератора (Iв=0) в диапазоне углов нагрузки, полученных экспериментальным путем. Полученная таким образом угловая характеристика, должна описываться уравнением

Подставив найденные графическим путем наибольшие Р1и соответствующий угол θ, получают величину Pm1

Достраивают угловую характеристику до угла θ=90°.

Статическая перегружаемость Wпи соответствующий ей угол нагрузки qm могут быть найдены далее двумя способами: графическим и аналитическим. При использовании, графического способа суммируют угловые характеристики, достраивая тем самым угловую характеристику возбужденного генератора до угла θ=90°. По полученной угловой характеристике графически определяют максимальную мощность Рmax и соответствующий ей угол qm (рис. 3.3,б). Статическая перегружаемость определяется поформуле

Аналитический способ основан на анализе уравнения угловой характеристики. Для определения максимальной мощности следует взять производную от ее выражения и, приравняв ее нулю, получить искомое значение аргумента — угол θm. Затем находят величину Рmax и статическую перегружаемость Wп.

Производная от электромагнитной мощности по углу нагрузки равна

Отсюда следует, что Pm1cosθ=-2Pm0cosθq. В рассматриваемой зоне углов нагрузки 60°≤qm≤90° можно считать, что |cosθ:cos2θ|=2Pm0:Pm1. Зная величины Рт1и Рm0 находят значение угла нагрузки θm.

Неявнополясный

Принципиальной особенностью синхронного генератора, подключенного к сети постоянного напряжения и постоянной частоты, является способность автоматически (без участия операторов) поддерживать постоянной частоту вращения своего ротора. Мощность, отдаваемая генератором в сеть, будет определяться механическим моментом, развиваемым турбиной, вращающей ротор. В случае изменения этого механического момента, приводящего во вращение ротор, генератор без участия каких-либо внешних сил автоматически изменяет свой собственный электромагнитный момент, который противодействует вращению генератора. Сумма этих двух моментов становится равной нулю, и генератор продолжает вращаться с постоянной, синхронной скоростью. Состояние генератора с новым соотношением вращающего (от турбины) и тормозящего (внутреннего электромагнитного) моментов характеризуется так называемым углом нагрузки (рис. 3.13).

Эта зависимость носит название угловой характеристики и представляет собой функцию тормозящего электромагнитного момента Мэм генератора (или электромагнитной мощности Pэм = Мэм1 где 1 — угловая скорость ротора) от внутреннего угла нагрузки . Для турбогенераторов угловая характеристика очень близка к синусоиде. Рабочая точка, при которой функционирует генератор, обозначена индексом номинального режима ном и Pэм.ном причем ном выбирается таким, чтобы отношение максимума синусоиды Pэм.max к Pэм.ном было в пределах 1,5—1,8. Сама мощность Pэм.max и соответствующий ей максимальный момент Mэм.max — это максимально возможная мощность и максимально возможный тормозящий электромагнитный момент, развиваемые данным синхронным генератором.

В области углов от 0 до 90 ° синхронный генератор способен самостоятельно поддерживать синхронное вращение. За пределами угла 90 ° он теряет эту способность и выпадает из синхронизма. Способность самосинхронизировать свое вращение характеризуется удельной синхронизирующей способностью Рс, которая дана на рис. 3.13 штриховой линией.

Вопрос 14 Конструкция и принцип действия АД.

АД потребляет около 50 % электроэнергии. Диапазон мощностей от долей ватта до десятков тысяч кВт. КПД у АД мощностью более 1 кВт – 0,7…0,95. КПД микродвигателей от 0,2 до 0,65. Потребляют реактивный ток. У АД мощностью свыше 1 кВт , в микродвигателях . АД изготавливают для сетей однофазного, двухфазного и трёхфазного тока.

Конструкция машины: статор и ротор. Листы статора и ротора из электротехнической стали толщиной 0,5 мм. В пазах статора и ротора обмотки. У ротора короткозамкнутая обмотка, у статора обычная. Статор помещается в станине. К станине боковые щиты с подшипниками.

Принцип действия АД. Обмотка статора подключается к трёхфазной сети. Токи в обмотке создают вращающееся магнитное поле. Угловая скорость этого поля:

,

где – частота в сети ;

p – число пар полюсов .

Магнитное поле пересекает проводники обмотки ротора и индуцирует в них ЭДС, под действием которой в проводниках протекает ток. На проводники с током в магнитном поле действуют силы, которые совпадают с направлением вращения магнитного поля статора. Направление ЭДС определяется по правилу правой руки, а направление сил – по правилу левой руки.

Скорость вращения ротора n всегда меньше скорости вращения поля статора. По мере разгона ротора уменьшается его скорость вращения относительно скорости магнитного поля статора ( ), в результате уменьшается наводимая в обмотке ротора ЭДС и ток. Это приводит к уменьшению электромагнитного момента. В зависимости от нагрузки на валу АД устанавливается равновесная скорость вращения ротора. Её значение оценивается с помощью коэффициента скольжения:

,

где соответственно равно:

,

.

Частота тока в обмотке ротора соответственно равно:

.

При номинальной нагрузке S = 0,015…0,05 . Скорость вращения ротора через скольжение:

.

Пределы изменения скольжения Sот

Паспортные данные АД:

1. Номинальная мощность на валу двигателя (отдаваемая);

2. Линейное напряжение обмотки статора в виде дроби звезда/треугольник;

3. Линейные токи в виде дроби при соединении звезда/треугольник;

4. Частота питающей сети;

5. Коэффициент мощности ;

6. Коэффициент полезного действия ;

7. Для АД с однофазным ротором дополнительно указывается напряжение и ток ротора.

 







Последнее изменение этой страницы: 2016-07-16; Нарушение авторского права страницы

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.235.29.190 (0.008 с.)