Устройство и принцип действия синхронного генератора.

Устройство:

Статор синхронной машины (СМ) называется якорем. На статоре расположена трехфазная обмотка, равномерно распределенная по пазам (обмотка якоря). Число полюсов обмотки статора равно числу полюсов ротора.

Ротор СМ называется индуктором и имеет обмотку возбуждения (ОВ), питаемую постоянным током. Токоподвод осуществляется через два контактных кольца и щетки. Машины малой мощности могут иметь возбуждение от постоянных магнитов. По конструкции ротора различают явнополюсные и неявнополюсные СМ (рис.3.1).

В неявнополюсной конструкции примерно одна треть полюсного деления ротора свободна от пазов и представляет собой, так называемый, большой зуб. Такая конструкция обеспечивает высокую механическую прочность ротора и используется в двухполюсных машинах, имеющих высокую частоту вращения ротора (турбогенераторы и мощные синхронные двигатели - турбомоторы).

 

Принцип действия синхронного генератора:

На рис. 6.13 приведена схема включения синхронного генератора. Ротор генератора приводится во вращение от двигателя любого типа с частотой вращения . В цепь трехфазной обмотки якоря ОЯ включена трехфазная нагрузка с параметрами фазы . В цепь обмотки возбуждения включено регулировочное сопротивление , при помощи которого регулируется ток , и следовательно, ЭДС фазных обмоток . Фазные обмотки имеют параметры .

Рис. 6.13

Магнитная индукция вдоль внутренней поверхности статора распределена по синусоидальному закону: . При равномерном вращении ротора , а магнитная индукция . ЭДС фазы статора будет также изменяться по синусоидальному закону:

Частота ЭДС определяется числом пар полюсов ротора и скоростью его вращения.

При увеличении числа пар полюсов пропорционально увеличивается частота:

Действующее значение ЭДС фазы определяется формулой, аналогичной для асинхронного двигателя и трансформатора:

где — число витков обмотки фазы статора, — обмоточный коэффициент. Очевидно, что , если принять

Так как частота вращения ротора должна быть постоянной, то ЭДС фазы можно регулировать только изменением потока , воздействуя на ток возбуждения.

Токи трехфазной статорной обмотки создают свое магнитное поле, которое вращается в ту же сторону, что и магнитное поле ротора. Вращение маг-нитных полей синхронно, что и послужило основанием для названия синхронных машин.

Взаимодействие магнитных полей ротора и статора создает электромагнитный момент , препятствующий вращению ротора.

Поскольку магнитные поля ротора и статора действуют в одной магнитной цепи, то они влияют друг на друга. Влияние поля статора на поле ротора называют реакцией якоря.

МДС обмотки возбуждения создает основной поток возбуждения , который индуктирует в каждой фазе обмотки якоря ЭДС . Под действием тока якоря на активном сопротивлении фазы возникает падение напряжения . При работе синхронной машины как в генераторном так и в двигательном режимах, обмотка якоря создает поток рассеяния , с которым связано появление ЭДС самоиндукции . Ее можно заменить падением напряжения где и — индуктивное сопротивление и индуктивность, связанные с потоком рассеяния.

Явление реакции якоря можно учесть введением ЭДС , где , а — индуктивность, связанная с полем реакции якоря. ЭДС и могут быть представлены одной суммарной эквивалентной ЭДС Сопротивление называют синхронным сопротивлением. При переменной нагрузке генератора считают постоянным.

⇐ Предыдущая6789101112131415Следующая ⇒

Поделиться: