Назначение и принцип действия синхронного генератора

Синхронные машины

Назначение и принцип действия синхронного генератора

Назначение СГ: используются на всех электрических станциях в качестве источников переменного тока, применяется в процессе производства электроэнергии.

Принцип действия: СГ состоит из неподвижной части -статора и вращающейся части -ротора. Статоры СГ состоят из корпуса, сердечника и обмотки. Роторы СМ могут иметь две принципиально различающиеся конструкции: явнополюсную и неявнополюсную. Ротор СМ имеет обмотку возбуждения, подключенную через два контактных кольца и щетки к источнику постоянного тока. Назначение обмотки возбуждения - создание в машине основного магнитного потока. Ротор вместе с обмоткой возбуждения называется индуктором. Если ротор СМ привести во вращение с частотой вращения п и возбудить его, то поток возбуждения Ф_f будет индуктировать в обмотке якоря ЭДС с частотой . ЭДС обмотки якоря составляют симметричную трехфазную систему и при подключении к обмотке якоря генератора симметричной нагрузки, эта обмотка нагрузится симметричной системой токов. Машина при этом будет работать в режиме генератора. При нагрузке обмотка якоря создает свое вращающееся магнитное поле, которое вращается в том же направлении, что и ротор с частотой . Поля якоря и ротора вращаются с одинаковой частотой и неподвижны друг относительно друга.

2. Уравнение равновесия напряжений фазы обмотки якоря явнополюсного СГ. Поясните составляющие этого уравнения.

Уравнение равновесия напряжений СГ выглядит:

Здесь Е₀ – ЭДС в фазе статора наводимая потоком обмотки возбуждения

E_ad – ЭДС индуцируемая в обмотке якоря потоком продольной реакции якоря Ф_ad

E_aq - ЭДС индуцируемая в обмотке якоря потоком поперечной реакции якоря Ф_aq

E_a_s - ЭДС рассеяния индуцируемая в фазе обмотке якоря потоком рассеяния обмотки якоря Ф_a_s

r_a – активное сопротивление фазы обмотки якоря

Характеристика короткого замыкания СГ: изобразить характеристики при однофазном, двухфазном и трехфазном коротком замыкании, записать условия при которых они получены, объяснить поведение характеристик и их взаимное расположение.

Характеристика трехфазного короткого замыкания выполняется при условии:

Если пренебречь активным сопротивлением обмотки якоря ( r_a =0), то уравнение напряжения в режиме короткого замыкания имеет вид , где

Вследствие малости величины падения напряжения на индуктивном сопротивлении рассеяния фазы обмотки якоря следует, что ЭДС от результирующего магнитного потока индуктируется магнитным потоком малой величины, магнитная цепь не насыщена и характеристика имеет линейный возрастающий характер.