- •В.М.Безрученко Електричні машини
- •Історія розвитку і роль електричних машин в електрифікації народного господарства.
- •В.2. Перетворення енергії в електричних машинах. Найпростіший генератор змінного струму.
- •В.3. Випрямлення змінного струму в постійний за допомогою колектора. Найпростіший генератор постійного струму.
- •В.5.Елеістромагнітні співвідношення при енергоперетворенні
- •В.6 Класифікація електричних машин і їх номінальні величини
- •В.7. Матеріали, що застосовуються в електромашинобудуванні
- •Розділ 1 машини постійного струму Частина 1. Принцип дії і будова машини постійного струму.
- •1.1 Принцип, дії. Машини постійного струму. Електричні градуси.
- •1.2. Будова машини постійного струму
- •2.1.Основний магнітний потік і потік розсіювання. Індукція у повітряному проміжку.
- •2.2 Ділянки магнітного кола. Принцип визначення основної мрс.
- •2.3 Магнітна характеристика і коефіцієнт насичення
- •3.1 Будова обмоток
- •3.2 Проста петлева обмотка
- •3.3 Проста хвилева обмотка
- •3.4. Складні обмотки
- •3.5.Умови симетрії обмоток.
- •3.6.Зрівнювальні з’єднання.
- •3.7 Ерс і електромагнітний момент
- •3.8 Співставлення обмоток різних типів
- •Часина 4. Реакція якоря машини постійного струму Магнітне поле машини при навантаженні. Поперечна та повздовжня реакції якоря.
- •4.2 Лінійне навантаження та мрс якоря
- •4.3 Спотворююча і розмагнічуюча дія поперечної реакції якоря
- •4.4 Напруга між колекторними пластинами, їх кількість і діаметр колектора
- •4.5 Заходи по боротьбі зі спотворюючою дією поперечної реакції якоря
- •Частина 5. Комутація
- •5.1 Іскріння на колекторі
- •5.2 Процес комутації і ерс в комутованій секції
- •5.3 Прямолінійна комутація
- •5.4 Сповільнена і прискорена комутація
- •5.5 Реактивна ерс і способи її зменшення
- •5.6 Комутаційна ерс і додаткові полюси
- •5.7 Зона комутації
- •5.8 Коловий вогонь і причини його виникнення
- •5.9 Експериментальна перевірка і налагодження додаткових полюсів
- •Частина 6. Генератори постійного струму
- •6.1. Способи збудження машин постійного струму
- •6.2 Генератор незалежного збудження
- •6.3 Умови самозбудження генератора
- •6.4. Генератор паралельного збудження
- •6.5 Генератор послідовного збудження
- •6.6 Генератор змішаного збудження
- •6.7. Паралельна робота генераторів
- •6.8. Тахогенератори
- •Частина 7. Двигуни постійного стуму
- •7.1 Основні поняття і рівняння
- •7.2 Запуск двигунів в хід
- •7.3 Двигун паралельного збудження
- •7.4. Двигун незалежного збудження
- •7.5 Двигун послідовного збудження.
- •7.6 Двигун змішаного збудження
- •7.7. Регулювання частоти обертання
- •7.8. Електричне гальмування двигунів постійного струму
- •Трансформатори Частина 8. Робочий процес трансформатора
- •8.1 Призначення області використання трансформаторів
- •8.2. Принцип дії трансформатора
- •8.3.Будова трансформаторів
- •8.4.Рівняння ерс трансформатора
- •8.5. Рівняння мрс трансформатора
- •8.6. Приведеним трансформатор
- •8.7. Схема заміщення приведеного трансформатора
- •8.8. Режим холостого ходу трансформатора
- •8.9. Режим короткого замиканим трансформатора
- •8.10. Режим навантажений трансформатора
- •8.11. Зміна напруги і зовнішня характеристика трансформатора
- •9.1. Призначення і принцип виконання трифазного трансформатора
- •9.2. Групи з'єднань трифазних трансформаторів
- •9.3.Паралельна робота трансформаторів
- •9.4. Автотрансформатор
- •9.5. Зварювальний трансформатор
- •9.6. Вимірювальні трансформатори
- •Розділ третій електричні машини змінного струму Частина 10. Загальні питання теорії машин змінного струму.
- •10.1. Принцип виконаний обмоток статора
- •10.2. Створення магнітного поля, що обертається
- •11.1. Принцип дії асинхронного двигуна. Ковзання
- •11.2. Будова асинхронних машин
- •11.2. Режими роботи асинхронних машин
- •11.4. Основні рівняння заміщення асинхронного двигуна
- •11.5. Робочий процес і енергетична діаграма асинхронного двигуна
- •11.6. Обертальний момент асинхронного двигуна
- •11.7. Механічна характеристика асинхронної машини
- •11.8. Запуск в хід асинхронних двигунів
- •11.9. Короткозамкнені асинхронні двигуни з підвищеним пусковим моментом
- •11.10. Регулювання частоти обертання асинхронних двигунів
- •11.11. Однофазні асинхронні двигуни
- •11.12. Конденсаторні (двофазні) асинхронні двигуни
- •11.13. Сельсини
- •11.14 Асинхронні тахогенератори
- •Частина 12. Синхронні машини.
- •12.1. Принцип дії синхронних машин
- •12.2. Конструктивні типи і будова синхронних машин.
- •12.5. Реакція якоря синхронного генератора
- •12.4. Ерс синхронного генератора
- •12.5. Характеристики і зміна напруги синхронного генератора
- •12.6. Потужність і електромагнітний момент синхронної маншини
- •12.7. Синхронні двигуни.
- •Розділ четвертий навантажувальна здатність і техніко-єкономічні показники електричних машин Частина 13. Втрати енергії і ккд електричних машин і трансформаторів
- •13.1 Класифікація втрат
- •13.2. Ккд і його визначення
- •Частина14. Нагрів і охолодження електричних машин і трансформаторів
- •14.1. Перегрів і його визначення
- •14.2. Нагрівання і охолодження твердого тіла
- •14.3. Нагрівання машин при різних номінальних режимах роботи
- •14.4. Охолодження машин і трансформаторів
- •15.1. Електрична стала.
- •15.2. Вилив частоти на розміри трансформаторів
- •15.3. Техніко-економічні показники тягових двигунів
- •15.3.Вибір електродвигуна в залежності від умов його роботи
12.7. Синхронні двигуни.
Синхронна машина що працює паралельно з мережею, автоматично переходить в режим двигуна, якщо до її вала, від’єднавши первинний двигун, прикласти гальмівний момент. При цьому машина споживає з мережі основну потужність і виникає обертальний момент. Частота обертання ротора залишається незмінною, жорстко зв'язаною з частотою мережі співвідношенням (12.1). Приведені на рис 12.6 кутові характеристики при справедливі для двигунів такого режиму.
Корисною властивістю синхронного двигуна є його здатність ппанювати з навіть з випереджуючимв режимі значного збудження.
Запуск в хід синхронного двигуна викликає певні труднощі, оскільки двигун не має початкового пускового моменту. Якщо двигун зі збудженим індуктором ввімкнути в мережу зміного струму, то ротор через інерцію не може бути відразу поведений полем статора, електромагнітний момент двічі змінить свій напрям і стійкий зв’язок між полями ротора і статора не виникне. Отже, для запуску в хід необхідно розігнати ротор за допомогою зовнішнього моменту до частоти обертання, близької до синхронної.'
Джерелом такого зовнішнього моменту може бути сторонній двигун (синхронний або постійного струму). Але запуск при цьому можливий практично без навантаження. Коли ротор двигуна досягає частоти обертання, близької до синхронної, статор вмикається в мережу.
Найбільше розповсюдження дістав асинхронний запуск. В цьому випадку двигун запускається в роботу як асинхронний, для чого він забезпечений спеціальною короткозамкненою обмоткою запуску (див. п. 12.2). При досягненні частоти обертання, близької до синхронної , обмотку збудження вмикають до джерела постійного струму, що створює синхронізуючий момент і ротор втягується в синхронізм. При асинхронному запуску обмотку збудження не можна залишати розімкненою бо поле статора. яке обертається, наводить в ній дуже велику ЕРС, небезпечну для цілісності ізоляції і обслуговуючого персоналу. Тому обмотку збудження на період запуску замикають на резистор, опір якого приблизно в 10 разів перевищує її опір.
У деяких випадках можливий частковий запуск, коли двигун живлять від окремого синхронного генератора, частоту якого плавно піднімають від нуля. При цьому двигун приходить в синхроне обиртання вже при невеликій частоті.
Порівняння синхроного двигуна з асинхроним дозволяє відзначити його переваги і недоліки.
Цо переваг синхронного двигуни відносяться:
а) можливість роботи не тільки з , але й випереджуючим, що істотно покращує коефіцієнти потужності мереж; струм синхронного двигуна менший, ніж у асинхронного з однаковою потужністю;
б) менша чутливість до коливань напруги, бо його обертальний момент пропорційний напрузі в першій степені, а не в квадраті [пор. рівняння (12.8) і (11.26)];
в) сувора постійність частоти обертання незалежно від навантаження на валу.
Недоліками синхронного двигуна є:
а) складність конструкції і вартість, особливо у порівнянні з короткозамкненим асинхронним двигуном;
б) порівняна складність запуску в роботу;
в) складність регулювання частоти обертання, яке можливе тільки зі зміною частоти напруги живлення.
Контрольні запитання
1. Чому машина називається синхронною, як створюється в ній результуючий магнітний потік?
2. Які існують конструктивні типи синхронних машин і в чому їх відмінність
3. Як змінюється реакція якоря синхронного генератора в залежності від характеру навантаження?
4. Чим визначається напруга синхронного генератора? Напишіть рівняння рівноваги генератора.
5.Поясніть вигляд зовнішніх характеристик синхронного генератора при різних навантаженнях; що таке зміна, його напруги?
6. Що таке кутова характеристика?
7. Як змінюється взаєморозміщення магнітних осей ротора і результуючого поля при роботі в режимі двигуна і генератора?
8. Що може призвести до випадання із синхронності?
9. Як змінюється реактивна потужність синхронної машини при зміні струму збудження? Чому можна регулювати коефіцієнт потужності мережі?
10. Які існують способи запуску в хід синхронних двигунів?
11. Порівняйте експлуатаційні показники асинхронних і синхронних двигунів; як змінюються їх максимальні моменти при зменшенні напруги мережі на 20%?