Электроника и электротехника. Шпаргалка

Частота вращения гидрогенераторов определяется в основном высотой напора воды и для различных станций лежит в пределах от 50 до 750 об/мин, что соответствует числам пар полюсов от 60 до 4.

Если к обмотке якоря подключить приемник электрической энергии, то под действием ЭДС в фазах обмотки якоря и приемника появятся токи; генератор начнет отдавать приемнику электрическую энергию.

При работе генератора с нагрузкой МДС трехфазной обмотки якоря возбуждается вращающееся магнитное поле якоря, характеризуемое магнитным потоком Ф я, частота вращения которого равна частоте вращения ротора, т. е. n 0 = n = 60 f / p ; взаимное расположение осей магнитных полей якоря и ротора при данной нагрузке генератора остается неизменным.

Под действием поля якоря результирующее поле генератора при изменении его нагрузки будет также изменяться, что оказывает влияние в конечном итоге на значение напряжения генератора. Воздействие поля якоря на результирующее поле машины называется реакцией якоря .

В результате взаимодействия магнитного потока Фя

и проводников обмотки возбуждения (или полюсов намагниченных сердечников якоря и ротора) на ротор действует электромагнитный момент, направленный у генератора против направления частоты вращения ротора и являющийся тормозящим.

Значение электромагнитного момента, интенсивность и характер действия реакции якоря зависят, кроме значения тока якоря, от характера сопротивления приемников. Объясняется это тем, что при изменении характера сопротивлений приемников изменяется взаимное расположение осей магнитных потоков Ф я и Ф 0 .

60. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ДВИГАТЕЛЯ

При работе синхронной машины в качестве двигателя обмотка якоря подключается к источнику трехфазного тока, в результате возникает вращающийся магнитный поток Ф я. После разгона ротора до частоты вращения n , близкой к частоте вращения n 0 поля якоря, его обмотка возбуждения подключается к источнику постоянного тока и возникает магнитный поток Ф 0. Благодаря взаимодействию магнитного потока Ф

я и проводников обмотки ротора (или полюсов намагниченных сердечников якоря и ротора) возникает вращающий электромагнитный момент М эм, действующий на ротор, и он втягивается в синхронизм, т. е. начинает вращаться с частотой вращения, равной частоте вращения n 0 магнитного поля якоря.

Положение оси mm ′ магнитного поля ротора относительно оси КК ′ поля якоря и значение момента М эм зависят от нагрузки двигателя.

Так, при работе двигателя в режиме идеального холостого хода электромагнитный момент М эм равен нулю. Некоторой механической нагрузке двигателя соответствует положение ротора, которому соответствует определенный вращающий момент М эм.

Значение тока якоря, интенсивность и характер действия реакции якоря зависят при Мэм = const от значения ЭДС Е 0, которая определяется значением тока возбуждения. Когда двигатель потребляет от источника только индуктивную или активно-индуктивную мощности, под действием поля якоря двигатель намагничивается; в случае потребления емкостной или активно-емкостной мощности двигатель под действием поля якоря размагничивается.

Как и у других машин, у асинхронных машин электромагнитный момент незначительно отличается от момента, развиваемого машиной на валу. Поэтому для простоты анализа будем считать их в дальнейшем равными и обозначать М

.

Существенной особенностью синхронного двигателя (в отличие от асинхронного) является то, что вращающий момент возникает у него в том случае, когда частота вращения ротора n равна частоте вращения n 0т магнитного поля якоря.

Объясняется это тем, что ток в обмотке возбуждения синхронного двигателя появляется не в результате электромагнитной индукции (как в обмотке ротора асинхронного двигателя), а вследствие питания обмотки возбуждения от постороннего источника постоянного тока.

Частота вращения магнитного поля якоря, а значит, и ротора синхронного двигателя определяется по формуле n 0 = n = 60 f / p .

Для получения различных частот вращения синхронные двигатели изготовляют с различными числами полюсов. При частоте f = 50 Гц частоты вращения будут 3000, 1500, 1000, 750 об/мин и т. д.

61. СХЕМА ВКЛЮЧЕНИЯ И ОСНОВНЫЕ ЗАВИСИМОСТИ СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА

Схема включения синхронного генератора приведена на рисунке 59. Трехфазная обмотка якоря генератора ОЯ подключается к приемникам электрической энергии, которые в зависимости от их номинального напряжения и напряжения генератора могут быть соединены как звездой, так и треугольником. Под сопротивлениями zn , rn и xn (рис. 59) следует понимать эквивалентные сопротивления группы приемников, получающих питание от генератора.

В цепь обмотки возбуждения ОВ генератора, питаемой постоянным током, включен реостат rp , служащий для регулирования тока возбуждения IB , а в конечном итоге – напряжения U на выводах обмотки якоря генератора.

Рис. 59. Простейшая схема включения синхронного генератора