Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника



Синхронные генераторы переменного тока




Читайте также:
  1. Cведения из теории цепей переменного тока.
  2. I. Способы представления переменного синусоидального тока и напряжения.
  3. V1: Анализ и расчет линейных цепей переменного тока
  4. V2: Анализ и расчет линейных цепей переменного тока
  5. А. Определение удельного электрического сопротивления максимально влажных пород мостовым способом переменного тока.
  6. Автогенераторы на диодах Ганна. Конструкции, эквивалентная схема. Режимы работы. Параметры генераторов, области применения.
  7. Активная, реактивная и полная мощность переменного тока. Коэффициент мощности
  8. Анализ цепи переменного тока с активно-индуктивным сопротивлением.
  9. Анализ цепи переменного тока с активным сопротивлением.
  10. Анализ цепи переменного тока с индуктивным сопротивлением.

Синхронные генераторы как источники переменного тока классифицируются по числу фаз, частоте, напряжению и по виду приводного двигателя. Наибольшее распространение получили трехфазные синхронные генераторы промышленной частоты (50 Гц) на повышенное напряжение (до 12 кВ). Обмотка якоря располагается на статоре, обмотка возбуждения — на роторе. Частота f1эдс переменного тока зависит от частоты вращения

ротора п1и числа пар полюсов р:

Роторы синхронных генераторов при многополюсной системе возбуждения выполняются с явно выраженными полюсами, при двухполюсной системе — с неявно выраженными полюсами.

На рис. 162 представлена электромагнитная схема трехфазного синхронного генератора.

► В синхронных генераторах стремятся получить синусоидальную форму выходного напряжения. Для этой цели в явнополюсных системах создают неравномерный воздушный зазор, а в неявнополюсных системах распределяют проводники обмотки возбуждения по пазам (рис. 163,а,б).

Для устранения третьей гармоники обмотку якоря соединяют в звезду.

Действующее значение эдс фазы якорной обмотки синхронного генератора при синусоидальной форме эдс, индуцируемой в проводниках, равно

где w — число витков фазы якорной обмотки; kоб — обмоточный коэффициент.

Характеристика холостого хода синхронного генератора E0(Iв) имеет такой же вид, как и у генератора постоянного тока, но здесь значительно меньше проявляется гистерезис магнитной цепи. При включении обмотки якоря на внешнее сопротивление (нагрузку) в проводниках обмотки появится ток. В синхронном генераторе токи якоря (статора) создают магнитное поле Фа (рис. 164), вращающееся относительно статора и неподвижное относительно поля возбуждения основного потока (ротора) Фо. Совпадение токов в проводниках по фазе с эдс будет только при активной нагрузке, при индуктивной нагрузке ток отстает по фазе от эдс на π/2, при емкостной — опережает ее на π/2 (рис. 164, а, б, в).

При индуктивной (рис. 164,6) и емкостной (рис. 164,в) нагрузке магнитные линии поля ротора Ф0 и статора Фа коллинеарны.

ЗАПОМИНИТЕ

При этом реакция якоря при индуктивной нагрузке будет размагничивающая, т. е. результирующее поле машины ослабляется, а при емкостной нагрузке — подмагничивающая — результирующее поле усиливается.



Уравнение электрического состояния одной фазы синхронного генератора с учетом поля рассеяния якоря Ф0 имеет вид

где — эдс холостого хода; , — эдс самоиндукции обмотки якоря соответственно основного поля якоря и поля рассеяния.

Выражая и через индуктивные сопротивления Ėа = —jXaİ и Ėσ=—jXaİ и полагая, что полное индуктивное сопротивление синхронной машины Хсинаσ и Xсин>>Rя получим упрощенное уравнение электрического состояния фазы синхронного генератора

Этому уравнению соответствует электрическая схема замещения, представленная на рис. 165, а. Векторная диаграмма при индуктивно-активной нагрузке представлена на рис. 165, б.

В синхронных генераторах используется в основном независимое возбуждение, а вид внешней характеристики определяется характером нагрузки. На рис. 166, а представлена внешняя характеристика синхронного генератора при активной (кривая 1), активно-индуктивной (кривая 2) и активно-емкостной (кривая 3) нагрузках.

Рост напряжения с увеличением тока при емкостной нагрузке объясняется подмагничивающим действием реакции якоря, а снижение при индуктивной нагрузке — размагничивающим действием реакции якоря.



В синхронном генераторе с реактивно-активной нагрузкой при определении электромагнитного момента необходимо учитывать фазовый сдвиг тока относительно магнитного потока (или напряжения):

Электромагнитную мощность синхронного генератора обычно представляют через угол θ (см. рис. 165,б).

Пренебрегая потерями в сопротивлении обмотки якоря и подставив из векторной диаграммы получим

Электромагнитный момент, выраженный через угол θ,

На рис. 166, б представлены зависимости Pэм и М синхронного генератора от 9 при разных токах возбуждения, называемые угловой характеристикой.

Синхронные генераторы в качестве источников электроэнергии переменного тока, как правило, включаются параллельно в распределительную сеть. В мощных энергосистемах различными регуляторами поддерживаются строго постоянные частота и напряжение. Поэтому отдельный генератор можно рассматривать как работающий параллельно с источником эдc, замещающим всю остальную часть энергосистемы (рис. 167, а).

►При параллельной работе генератора с системой большой мощности его частота и напряжение, а также угловая скорость должны оставаться неизменными при любых изменениях нагрузки, тока возбуждения и момента первичного двигателя.

Активную мощность, отдаваемую генератором в сеть, можно регулировать только изменением момента первичного двигателя, т. е. воздействием на устройства подачи топлива или энергоносителя (воды, пара и т. п.).

Реактивную мощность, отдаваемую генератором в сеть, регулируют изменением тока возбуждения.

При этом, если активная мощность генератора остается неизменной, то из выражения для Рэм следует, что при изменении тока возбуждения остаются неизменными Icosφ и E0sinφ (рис. 167, б, в), т. е. соответственно активная составляющая тока и проекция вектора E0 на ось мнимых величин.

На рис. 167, б представлены зависимости тока якоря I от тока возбуждения Iв при разных мощностях генератора, называемые U-образными характеристиками I(Iв).

На рис. 167, в представлены векторные диаграммы синхронного генератора, работающего на сеть большой мощности при трех значениях тока возбуждения и Р = const, иллюстрирующие характер зависимостей I(Iв). Линия, соединяющая минимальные значения токов, соответствует чисто активной нагрузке, т. е. cosφ=1 (см. рис. 167,б).

При уменьшении тока возбуждения уменьшается амплитуда момента М угловой характеристики М(θ) (см. рис. 166). При Мдв=МГт наступает граница устойчивости. Дальнейшее уменьшение Iв приведет к выпадению генератора из синхронизма.


Дата добавления: 2015-04-16; просмотров: 18; Нарушение авторских прав





lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2020 год. (0.005 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты