Асинхронный режим возбужденной

Синхронной машины

Асинхронный режим возбужденной синхронной машины, возникает в результате ее перегрузки или падения напряжения в сети, а также при подаче возбуждения генератору после потери возбуждения или при использовании метода самосинхронизации в двигателе при его асинхронном пуске

При вращении синхронной машины со скольжением s постоянный ток возбуждения i_f индуктирует в обмотке якоря э. д. с. Е_к и токи /к частоты (1 — s) f₁. Токи I_к накладываются на ток частоты f₁ протекающий в якоре под действием напряжения сети. Так как в самой сети э. д. с. и напряжений частоты (1 — s) f₁ нет, то относительно э. д.с.. Поэтому ток I_к в сущности эквивалентен току установившегося короткого замыкания синхронного генератора.

Момент M_k стремится уменьшить скорость вращения ротора и в режиме генератора облегчает, а в режиме двигателя затрудняет вхождение машины в синхронизм.

Отметим, что на холостом ходу или при небольшой нагрузке на валу явнополюсная синхронная машина, вращающаяся с небольшим скольжением, способна втянуться в синхронизм и без возбуждения, в результате действия реактивного момента, который при s 0 также пульсирует с частотой sf₁.

В этом случае после включения тока возбуждения полярность полюсов может не соответствовать необходимой полярности, и тогда произойдет «проскальзывание» ротора относительно поля якоря на одно полюсное деление, причем одновременно возникнет также

кратковременный всплеск тока статора. Подобный переход не представляет для машины никакой опасности.

Самовозбуждение синхронной машины

В цепях обмотки якоря синхронных машин часто содержатся емкости (емкость между проводами длинных линий передачи и между ними и землей; емкости так называемой продольной компенсации индуктивного сопротивления линий передачи, включаемые последовательно в фазы линии передачи сверхвысокого напряжения — 500 кв и выше; батареи конденсаторов для улучшения коэффициента мощности сети и др.). В таких случаях возможно самовозбуждение синхронных машин, когда вращающаяся машина развивает напряжение и нагружается током при отсутствии тока возбуждения.

Магнитное поле в синхронной машине при этом создается емкостным током I, отдаваемым машиной в сеть, или, что то же самое, индуктивным током, потребляемым машиной из сети. При самовозбуждении ротор синхронной машины может вращаться синхронно с магнитным полем статора (синхронное самовозбуждение) или асинхронно с ним (асинхронное самовозбуждение). Для выяснения условии самовозбуждения рассмотрим работу одиночного генератора на емкость (рис.а).

Рис а.

Синхронное самовозбуждение.

При наличии остаточного магнитного потока при вращении ротора в обмотке якоря индуктируется некоторая э. д. с. Е. Эта э. д. с. при работе по схеме вызывает в цепи якоря емкостный ток I, который создает намагничивающую реакцию якоря. В результате магнитный поток, индуктируемая в якоре э. д.с. и ток I увеличиваются и т.д.

Этот процесс самовозбуждения аналогичен самовозбуждению генератора постоянного тока с той лишь разницей, что в данном случае поток машины создается самим током якоря.

На рис. изображена зависимость напряжения генератора от емкостного тока якоря I.

Если положить r_а = 0, то

Зависимость U_г = f (I) практически идентична с характеристикой холостого хода U_г = I (i_f), если ток возбуждения i_f привести к обмотке якоря. Вследствие насыщения величина x_d вдоль кривой U_г=f(I) изменяется.

С другой стороны, напряжение на конденсаторах

и зависимость U_c= f (I) прямолинейна

В точке А U_г = U_c. и поэтому увеличение I прекращается и процесс самовозбуждения заканчивается.

Самовозбуждение представляет собой нежелательное явление, так как оно неуправляемо и напряжения и токи при этом могут достичь опасных значений.

Асинхронное самовозбуждение

Асинхронное возбуждение синхронной машины того же вида, как н в асинхронных машинах происходит н случае, когда емкость настолько велика, что х_c < . Этот вид самовозбуждения возможен только при наличии на роторе замкнутых обмоток или контуров тока, в которых при асинхронном вращении ротора относительно поля якоря индуктируются токи. Если при этом ротор в электрическом отношении симметричен (рис. в), то амплитуда тока якоря в установившемся режиме будет постоянной, а при или (явнополюсная машина без успокоительной обмотки) ток якоря пульсирует (рис. г).

В области самовозбуждение носит промежуточный характер, когда относительная скорость ротора и поля якоря резко неравномерна и ротор периодически «проскальзывает» относительно поля якоря на величину полюсного деления. В результате медленные изменения угла нагрузки чередуются с быстрыми (рис.1). Ток якоря при этом также пульсирует и самовозбуждение, происходит только при замкнутой обмотке возбуждения. Такой вид самовозбуждения называют также репульсионно-синхронным.

Рис в.

Рис г.

Рис 1.

Синхронные двигатели

⇐ Предыдущая 2 3 4 5 6 789 10 11 Следующая ⇒