17. Влияние мдс (реакции) якоря на суммарный магнитный поток синхронного генератора.

Д ля получения кривой ЭДС, близкой к синусоиде, прежде всего необходимо, чтобы кривая магнитного поля возбуждения машины была по возможности синусоидальной. В явнополюсной машине для этого зазор между полюсом и статором делают неравномерным (рис. 1, а): обычно у краев полюса зазор берут в 1,5-2 раза больше, чем у середины. Распределение магнитной индукции в зазоре между полюсом и якорем при такой конфигурации его наконечника показано на рис. 1, б. Там же штриховой линией для сравнения показана кривая магнитной индукции при равномерном зазоре. В неявнополюсной машине улучшение формы магнитного поля возбуждения достигается выбором соотношения между частями полюсного деления, имеющими и не имеющими об­мотку (рис. 2). Пренебрегая влиянием пазов, создающих некоторую ступенчатость в кривой МДС и магнитной индукции, можно принять, что МДС обмотки возбуждения, а также кривая магнитного поля распределены по окружности цилиндрического ротора с неявными полюсами по трапецеидальному закону.

Рис.2 Полюс деления неявнополюсного синхронного генератора (а) и кривая распределение МДС обмотки возбуждения (б)

Рис.1 Полюс явнополюсного синхронного генератора с неравномерным воздушным зазором (а) и распределение магнитной индукции в зазоре (б)

Амплитудные значения основных гармоник МДС и индукции поля соответственно равны:

где Fв,max и Bδ,max - максимальные значения МДС обмотки возбуждения на один полюс и индукции в зазоре; wв, Iв - число витков обмотки возбуждения на полюс и ток возбуждения; α - длина дуги, соответствующая половине той части полюсного деления, на которой располагается обмотка возбуждения.

В целях улучшения кривой магнитного поля возбуждения часть полюса, на которой не укладывается обмотка, выбирают равной τ/3 (α=π/3). В этом случае в кривой магнитной индукции будут отсутствовать все гармоники с номером, кратным 3, а остальные высшие гармоники будут ослаблены.

18. Основные уравнения и векторные диаграммы явнополюсного и неявнополюсного синхронного генератора.

Уравнение синхронного явнополюсного двигателя:

векторные диаграммы явнополюсного двигателя:

Уравнение синхронного неявнополюсного двигателя:

векторная диаграмма неявнополюсного двигателя:

19. Основные характеристики синхронных генераторов при автономной работе.

Магнитные потоки и ЭДС при автономной работе:

ЭДС якоря:

1)

Х_а – индуктивное сопротивление взаимной индукции между обмотками

2) Поперечная состовляющая:

Продольная:

Векторная диаграмма явнополюсного синхронизированного генератора при автономной работе:

– угол между Е_В и U_H – определяет степень нагрузки генератора

20. Параллельная работа синхронных машин. Синхронные режимы работы синхронных машин.

Для включения синхронного генератора на параллельную работу необходимо выполнить следующие условия:

1. Напряжение подключаемой машины должно быть равно напряжению сети или работающей машины.

2. Частота подключаемого генератора должна быть равна частоте сети.

3. Напряжения всех фаз подключаемой машины должны быть противоположны по фазе напряжениям соответствующих фаз сети или работающей машины.

4. Для подключения на параллельную работу трехфазного синхронного генератора необходимо также обеспечить одинаковое чередование фаз подключаемой машины и сети.

Подготовку к включению на параллельную работу синхронного генератора ведут следующим образом. Приводят во вращение первичный двигатель и регулируют его скорость вращения так, чтобы она была примерно равна номинальной. Затем возбуждают генератор и, следя за показаниями вольтметра, подключенного к зажимам статора, регулируют напряжение машины при помощи реостата в цепи возбуждения до тех пор, пока оно не станет равным напряжению сети. Воздействуя на регулятор первичного двигателя и наблюдая за показаниями частотомера, устанавливают более точно скорость машины так, чтобы частота генератора была равна частоте сети. Тем самым первое и второе условия для включения на параллельную работу будут выполнены.

Для выполнения третьего условия, а также для установления полного равенства частот служат фазные лампы. Фазные лампы для машин однофазного тока включаются по двум схемам: на потухание (фиг. 255, а) и на горение (фиг. 255, б). При совпадении фаз сети и машины лампы, включенные по схеме а, погаснут, а по схеме б будут гореть полным накалом. В этот момент и нужно включить рубильник генератора.

Для машин трехфазного тока фазные лампы включаются также по двум схемам: на потухание (фиг. 256, а) и на вращение света (фиг. 256, б). Лампы, включенные по схеме а, при одинаковом чередовании фаз сети и машины будут сначала быстро и одновременно мигать, затем мигание их становится все реже и реже и, когда лампы медленно погаснут, нужно включить рубильник генератора.

При неодинаковом порядке чередования фаз лампы, включенные по схеме а, дадут вращение света, а по схеме б будут одновременно загораться н потухать. Для изменения порядка чередования фаз машины два любых ее провода, подходящие к рубильнику, нужно поменять местами.

Таким образом, с помощью фазных ламп мы можем определить противоположность фаз, установить равенство частот и порядок чередования фаз сети и подключаемой машины.

Этот мы рассмотрели метод точной синхронизации, а метод грубой синхронизации – заключается в следующем: первичным двигателем разворачивают генератор и устанавливают приблизительно синхронную скорость. Замыкают обмотку возбуждения на дополнительное сопротивление, равное 3—5-кратному значению ее сопро тивления. Включают рубильник, соединяющий генератор с сетью. Переключают обмотку возбуждения с дополнительного сопротивления к питающему ее источнику постоянного напряжения. После этого генератор сам входит в синхронизм.

Когда синхронный генератор работает параллельно с сетью, скорость вращения его остается постоянной, равной синхронной.

Процесс подготовки генератора для включения его на параллельную работу называется синхронизацией.

Синхронные режимы работы синхронных машин:

1)Компенсатор 2) Синхронный компенсатор

Т.к. мощность сети неизменна, то U, U_c = const.

3) Генератор

4) Двигатель