4. Будова синхронного генератора змінного струму
Будова статора синхронного генератора не відрізняється від будови статора асихронної машини (рис.7).
Рис.7. Будова синхронного генератора: 1 – синхронний генератор; 2 – збудник.
Струм збудження протікає по обмотці збудження, яка являє собою послідовно з’єднані котушки. Ці котушки розміщені на полюсах ротора. Кінці обмотки з’єднані з контактними кільцями, які кріпляться на валу машини (2). На кільцях розташовані нерухомі щітки, за допомогою яких в обмотку збудження підводиться постійний струм від стороннього джерела енергії - генератора постійного струму (1) (збудник).
Рис.8. Ротор синхронної машини: а) з явно вираженими полюсами; б) з неявно вираженими полюсами.
1 – осердя; 2 – полюсний наконечник; 3 – котушка обмотки збудження.
Самоконтроль
Модуль 1. Виберіть правильну групу пропущених слів.
(1) збудження протікає по обмотці (2), яка являє собою послідовно з’єднані (3). Ці котушки розміщені на полюсах (4). Кінці обмотки з’єднані з контактними кільцями, які кріпляться на валу машини. На кільцях розташовані нерухомі (5), за допомогою яких в обмотку збудження підводиться постійний струм від (6) постійного струму (збудника).
Група А Група Б Група В
1. напруга 1. струм 1. струм
2. ротора 2. збудження 2. збудження
3. котушки 3. котушки 3. котушки
4. якоря 4. статора 4. ротора
5. кільця 5. щітки 5. щітки
6. двигуна 6. генератора 6. генератора
Відповідь: Група __________
Модуль 2. Допишіть речення:
1. Будова статора синхронного генератора не відрізняється від будови статора……………
……………………………………………………………………………………………………..
2. Ротор синхронної машини складається з осердя ротора, полюсного наконечника та ………………………………………………………. .……………………………………………
3. Ротор синхронної машини виготовляється з явно або неявно вираженими………………
……………………………………………………………………………………………………...
4. Кінці обмотки з’єднані з контактними кільцями, які кріпляться на ………........................
……………………………………………………………………………………………………...
Модуль 3. До якого типу електричних машин залежно від призначення належить наведена на фото електрична машина змінного струму?
а) асинхронний двигун; б) синхронний генератор; в) синхронний компенсатор;
г) інша відповідь.
Відповідь: ____________
5. Принцип роботи синхронного генератора
К
онструктивно
синхронні генератори бувають двох
видів. У першому з них (ріс.9,а) магнітні
полюси можна помістити на статорі, а
провідник на роторі і знімати з них за
допомогою кілець і щіток змінний струм.
Ту частину, яка створює магнітне поле,
називають індуктором,
а ту частину машини, де розташовується
обмотка, в який індукується е.р.с,
називають якорем.
Найбільш широке застосування одержали
синхронні генератори, в яких полюси
розташовані на роторі, а якір - на статорі
(ріс.9,б). За допомогою первинного двигуна
ротор (індуктор) обертається. Магнітне
поле обертається разом з ротором, тому
швидкість обертання ротора дорівнює
швидкості обертання магнітного поля
(обертаються синхронно).
а) б)
Рис.9. Принцип роботи синхронного генератора
При обертанні
ротора магнітний потік полюсів перетинає
статорну обмотку і н
аводить
в ній Е
(е.р.с.)
за
законом електромагнітної індукції:
де f - частота змінного струму, Гц; w - кількість витків; kw - обмотковий коефіцієнт; Ф - магнітний потік.
Ч
астота
змінного струму синхронного генератора
визначається за формулою f:
д
е
р -
число пар полюсів; п
- швидкість обертання ротора,
об / хв.
а) б)
Рис.10. Режими роботи електричної машини: а) режим генератора; б) режим двигуна.
Приклади розв’язування задач
Приклад 1. Число пар полюсів синхронного генератора 4. Визначити частоту обертання магнітного поля статора, якщо частота струму 50 Гц.
Рішення
Визначаємо частоту обертання магнітного поля статора:
n = f *60 / p = 50 *60 / 4 = 750 об / хв.
Відповідь: n =750 об / хв.
Приклад 2. Яка кількість полюсів має бути у синхронного генератора з частотою 50 Гц, якщо його ротор обертається з частотою 500 об / хв.
Рішення
Визначаємо кількість пар полюсів:
р = f * 60 / n = 50 * 60 / 500 = 6 пар.
Відповідь: р = 6 пар.
Приклад 3. Генератор змінного струму має 10 пар полюсів і його ротор обертається з частотою 1200 об / хв. Скільки разів на секунду струм змінює свій напрямок?
Рішення
Визначаємо скільки разів на секунду струм змінює свій напрямок:
f / 2 = p * n/60 * 2 = 10 * 1200 / 60 * 2 = 100 разів.
Відповідь: f / 2 =100 разів.
Самоконтроль
Модуль1. Виберіть правильну відповідь:
1. Визначити швидкість 12 - полюсного синхронного генератора при частоті 50 Гц. Вказати правильний варіант відповіді. |
|||
а) 50 об/хв;
|
б) 100 об/хв; |
в) 500 об/хв; |
г) 12 об/хв. |
2. 4 - полюсний ротор синхронного генератора обертається з швидкістю 3000 об/хв. Визначити частоту змінної е.р.с. Вказати правильний варіант відповіді.
|
|||
а) 50 Гц; |
б) 100 Гц; |
в) 150 Гц; |
г) 4 Гц. |
3. Частота змінного струму синхронного генератора позначається буквою? Вказати правильний варіант відповіді. |
|||
а) п; |
б) f; |
в) kw; |
г) к. |
4. Одиниця вимірювання швидкості обертання ротора? Вказати правильний варіант відповіді. |
|||
а) об/год; |
б) Гц; |
в) об/с; |
г) об/хв. |
Відповідь: 1 - ____ , 2 - ____ , 3 - ____ , 4 - ____ .
Модуль 2. Допишіть речення:
1. Частина генератора, яка створює магнітне поле, називається …………………………......
2. За допомогою первинного двигуна ротор ……………………………………………………
3. У синхронного генератора магнітне поле обертається разом з …………………………….
4. Електрична машина змінного струму працює в режимі генератора або в режимі………..
……………………………………………………………………………………………………...
Модуль 3. В вказаному прямокутнику напишіть формулу частоти змінного струму синхронного генератора:
f
=
М
одуль
4. В якому режимі працює наведена на фото
електрична машина. Вказати
правильний варіант відповіді.
а) в режимі генератора; б) в режимі х.х; в) в режимі двигуна; г) в режимі к.з.
Відповідь: ____________
Модуль 5.
Розв’язати задачі:
А. Знайти Е (е.р.с), індуковану в одній фазі статора генератора змінного струму, якщо кількість витків 24; обмотувальний коефіцієнт 0,9; частота 50 Гц, а магнітний потік 0,05 Вб.
Дано: ________________________________________________________________________
Знайти: ______________________________________________________________________
Рішення: _____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
Відповідь: ____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
Б. Вибрати необхідне число витків обмотки шестіполюсного синхронного генератора, ротор якого обертається з частотою 1000 об / хв, щоб е.р.с на його затискачах була 220 В, якщо магнітний потік дорівнює 0,05 Вб, а обмотувальний коефіцієнт статорной обмотки дорівнює 0,92.
Дано: ________________________________________________________________________
Знайти: ______________________________________________________________________
Рішення: _____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
Відповідь: ____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________