Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Машины 5 семестр / лекции / 29. Синхронные машины

.pdf
Скачиваний:
12
Добавлен:
31.08.2022
Размер:
1.3 Mб
Скачать

Частоприменяютметод самосинхронизации,при которомгенераторподключаютк сетипри отсутствиивозбуждения(обмоткавозбуждения замыкаетсяна активноесопротивление).При этом роторразгоняютдо частотывращения,близкойк синхронной(допускаетсяскольжениедо 2%),за счет вращающегомоментапервичногодвигателяи асинхронногомомента,обусловленного индуцированиемтокав демпфернойобмотке. Послеэтого в обмоткувозбужденияподают постоянныйток, что приводитк втягиваниюротора в синхронизм.При методесамосинхронизациив момент включениягенераторавозникает сравнительнобольшойбросоктока,который не долженпревышать3,5Iаном.

Регулирование активной мощности

Если к валу генератора приложить внешний момент, больший момента, необходимого для компенсации магнитных потерь мощности в стали и механических потерь, то ротор приобретает ускорение, вследствие чего вектор смещается относительно вектора на некоторый угол θ в направлении вращения векторов (рис.б).

При работе в рассматриваемом режиме генератор отдает в сеть активную мощность P= mUIacosφ и на вал его действует электромагнитный тормозной момент, который уравновешивает вращающий момент первичного двигателя, вследствие чего частота вращения остается неизменной. Чем больше внешний момент, приложенный к валу генератора, тем больше угол θ, а следовательно, ток и мощность, отдаваемые генератором в сеть.

Упрощенныевекторные диаграммы неявнополюсного синхронного генератора при параллельной работе с сетью в режимах холостого хода (а), генераторном (б), двигательном (в)

Регулированиеактивноймощности

Еслик валуротораприложитьвнешнийтормозной момент, то векторэдс будетотставатьот вектора напряженияна уголθ (рис. в). При этомвозникают небаланснаяЭДС и ток Ia, вектор которого отстает от вектора на90°. Так как уголφ>90°, активнаясоставляющаятоканаходитсяв противофазес напряжениемгенератора. Следовательно,в рассматриваемомрежиме активнаямощностьP= mUIacosφ забираетсяиз сети,и машина работаетдвигателем,создавая электромагнитныйвращающиймомент, который уравновешиваетвнешний тормозноймомент; частотавращенияротораприэтом сноваостается неизменной.

Таким образом, для увеличения нагрузки генератора необходимо увеличивать приложенный к его валу внешний момент

(т. е. вращающий момент первичного двигателя), а для уменьшения нагрузкиуменьшать этот момент. При изменении направления внешнего момента (если вал ротора не вращать, а тормозить) машина автоматически переходит из генераторного в двигательный режим.

Регулирование реактивной мощности. Если в машине, подключенной к сети и работающей в режиме холостого хода (а), увеличить ток

возбуждения Iв, то возрастет ЭДС Ео .По обмотке якоря будет проходить ток Iа, который, согласно определяется только индуктивным сопротивлением

Хсн. Следовательно, ток Iа реактивный: он отстает по фазе от напряжения на угол 90 или опережает на тот же угол напряжение сети. При уменьшении тока

возбуждения ток ία изменяет свое направление; он oпeрежает на 90° напряжение генератора и отстает на 90° от и напряжения сети. При изменении тока возбуждения изменяется лишь реактивная

составляющая тока Iа, т. е. реактивная мощность машины Q. Активная составляющая тока Iа равна нулю, Р = 0, и машина работает в режиме холостого хода.

Под нагрузкой создаются те же условия: изменяется лишь реактивная составляющая тока Iа, т. е. реактивная мощность машины Q. Режим возбуждения синхронной машины с током, при котором реактивная составляющая тока Iа равна нулю, называют режимом полного или нормального возбуждения. Если ток возбуждения Iв больше тока Iв.п, при которомимеется режим полноговозбуждения, то ток Iа содержит отстающую от U реактивную составляющую, что соответствует активно-индуктивной нагрузке генератора.Такойрежим называют режимом перевозбуждения. Если ток возбуждения Iв меньше тока Iв.п, то ток Iа содержит реактивную составляющую, опережающую напряжение U что соответствует активно-емкостной нагрузке генератора.Такой режим называют режимом недовозбуждения.

Перевозбужденная синхронная машина, работающая в режиме холостого хода, относительно сети эквивалентна емкости. Недовозбужденная синхронная машина, работающая в режиме холостого хода, относительносетиэквивалентнаиндуктивности.

Зависимость тока якоря от тока возбуждения,

называемая U-образной характеристикой,

представлена на рис. Для каждой мощности имеется вполне определенный ток возбуждения, которому соответствует минимум тока якоря. Чем больше мощность, тем больше ток возбуждения, соответствующий минимальному току якоря. Штриховая кривая, проведенная через минимумы токов, соответствует режимам работы генератора с cosφ=1.