Принцип действия синхронного генератора. - раздел Электротехника, По дисциплине Электротехника и электроника. Электрические источники света Если Обмотку Возбуждения Синхронного Генератора Подключить К Источнику Постоя...
Если обмотку возбуждения синхронного генератора подключить к источнику постоянного тока, то намагничивающей силой обмотки возбуждения будет создано основное магнитное поле, характеризуемое, магнитным потоком Ф. Линии магнитной индукции основного поля проходят по сердечникам ротора и статора и по воздушному зазору (см.рис.4.1.), При вращении ротора с постоянной скоростью с помощью первичного двигателя магнитное поле тоже будет вращаться. В результате в трех фазах обмотки статора будут индуктироваться ЭДС сдвинутые относительно друг друга на 120°: Чтобы эти ЭДС изменялись во времени по синусоидальному закону, необходимо чтобы индукция вдоль зазора распределялась по синусоидальному закону. Это достигается в машинах с явными полюсами выбором определенной формы полюсных наконечников; в машинах с неявнополюсным ротором за счет соответствующего распределения обмоток возбуждения по пазам сердечника ротора. Действующее значение и частота синусоидальной ЭДС индуцированной в одной фазе обмотки ротора вращающимся магнитным полем может быть определено по формуле; Е0 = сƒФ0. ,
здесь n - скорость вращения ротора и магнитного поля,
Р - число пар полюсов,
w - число витков фазной обмотки статора,
r - обмоточный коэффициент,
Ф0 - магнитный поток, созданный обмоткой возбуждения.
Для получения частоты ƒ=50Гц при различных скоростях ротора делается соответствующее число пар полюсов - у турбо генераторов, n=3000 об/мин,р=1, у гидрогенераторов n=50-700 об/мин, р=60-4.Если к обмотке якоря подключить потребитель электрической энергии, то под действием ЭДС в фазах обмотки якоря и потребителя появляются токи: генератор начинает отдавать потребителю электрическую энергию. Величины токов и их фазовые соотношения зависят, кроме ЭДС и параметров генератора от величины и характера нагрузки. Если нагрузка чисто активная, то фазный ток Iф и ЭДС Еф совпадают по фазе. При работе генератора с нагрузкой, намагничивающие силы трехфазной обмотки якоря возбуждают вращающее магнитное поле якоря. Число пар полюсов статора и ротора равны, а значит n0 - скорость вращения магнитного поля статора равна скорости вращения поля обмотки возбуждения и скорости ротора n.
Рис. 7.2
Приданной нагрузке взаимное расположение полей ротора и статора остаются постоянными, при изменении нагрузки оно меняется. Воздействие намагничивающей силы обмотки якоря на результирующее магнитное поле называется реакцией якоря.
Таким образом, у синхронных машин скорость поля статора равна скорости ротора. Будем считать, что сердечник ротора и статора ненасыщенны, тогда Φо - прямо пропорционален току возбуждения, а Фπ прямо пропорционален току якоря. Результирующей магнитный поток складывается из потока обмотки якоря. Благодаря взаимодействию потока якоря Фπ проводника с током в обмотке возбуждения на ротор действует электромагнитный момент. Для определения этого момента воспользуемся упрощенной картиной двухполюсного генератора.
Рис. 7.3
Обмотка якоря каждой фазы заменена одним витком. Ротор вращается со скоростью n под действием вращающегося момента Мвр первичного двигателя. На рис.7.3. (а) изображено такое положение ротора (и Ф0), при котором ЭДС еа имеет максимальное значение и направлена от конца Х и к началу а фазной обмотки, ЭДС фазы С- ес направлена от начала С к концу Z, ЭДС фазы В.Так же от начала В к концу y (считаем, что нагрузка чисто активная, и токи совпадают по фазе с ЭДС). Значит ток Ia в этот мамонт времени максимален и направлен от Х кА. Направление токов определяет направление магнитного потока Фπ. Так как электромагнитный момент возникает от взаимодействия магнитного потока якоря Фπ, и тока возбуждения Iв, то направление его можно определить по правилу левой руки, определить направление силы действующей на проводники обмотки возбуждения. Электромагнитный момент направлен против скорости вращения ротора и, соответственно, вращающего момента, значит, момент генератора является тормозным. При установившемся рабочем режиме Мвр=М. Если при изменении нагрузки изменяется, то для того, чтобы оставались постоянными ƒ и E0, вращающий момент первичного двигателя тоже необходимо изменить. Величина момента генератора зависит от угла сдвига фаз между током якоря Iπ и ЭДС фазы якоря Е0.При φ= -90° и φ = 90°, как показано на рис.4.3. (б. в.), момент М=0.Если ток отсечет от ЭДС на угол φ = 90° , то максимум тока в фазе а наступит через четверть периода после того как была максимальная ЭДС ротора повернута на 90° против часовой стрелки (см.рис.7.3,(6)). Токи в фазах B и С имеют такое же значение, как и в первом случае, поэтому картина магнитного потока Фπ, такая же. В этом случае ток Iπ взаимодействует с магнитным потоком Ф0 сила Лоренца F = BIlsinφ, направленной по диаметру машины от центра, М=0. Если же ток опережает напряжение, φ=-90°, силы действующего на ротор будут направлены по диаметру к центру М = 0. Момент генератора зависит от характера нагрузки и максимален, если нагрузка чисто активная.
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение... высшего профессионального образования... Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Принцип действия синхронного генератора.
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Сопротивление проводников. Закон Ома
В металлах электроны находятся в состоянии хаотического движения, интенсивность которого пропорциональна температуре проводника и зависит от структуры кристаллической решетки. Если к проводнику при
Энергетический баланс
Энергия, затрачиваемая на перемещение заряда qмежду двумя точками неразветвленной электрической цепи: W = q·U.
При постоянном токе величина перенесенного заряда: q = I·t, следова
Эквивалентные преобразования
Последовательным соединением элементов цепи называют такое, при котором конец предыдущего соединен с началом последующего. В одной точке последовательно могут быть соединены только два элеме
Закон Кирхгофа
Два закона Густава Кирхгофа, открытые в 1845году, определяют параметры режима работы электрической цепи – ток I и напряжение U.
Первый закон Кирхгофа: алгебраическая сумма токов, сходящихс
Потеря напряжения в линиях электропередачи
Расчет проводов на потерю напряжения имеет важное практическое значение. При таком расчете задано напряжение на зажимах источника Uист., расстояние от источника до приемника электроэнерг
Принцип получения синусоидальной ЭДС
Переменный ток широко используется во всех отраслях народного хозяйства. Это обусловлено следующими факторами:
· генераторы переменного тока значительно проще, экономичнее и надежнее источ
Параметры переменного тока
Значение синусоидального тока в любой момент времени полностью характеризуется пятью параметрами: амплитудой, периодом, частотой, начальной фазой и круговой частотой.
(2.6)
Назначение трансформаторов
Трансформатором называют электромагнитный аппарат, предназначенный для преобразования одного переменного напряжения в другое, при этом сохраняется частота.
Применение трансформаторов в сил
Устройство и принцип действия трансформаторов
Принципиальная схема трансформатора изображена на (рис. 5.1). На замкнутом ферромагнитном сердечнике закреплены две обмотки, одна из которых (первичная) подключена к источнику синусоидального напря
Уравнение электрического состояния трансформатора
Согласно второму закону Кирхгофа, напряжение u1, приложенное к первичной цепи уравновешивается противо ЭДС рабочего магнитного потока первичной обмотки- e1, ЭДС рассеяния -
Уравнение магнитного состояния
Магнитный поток Ф = Фmax sinωt определяет величину напряженности поля H(t) в сердечнике в любой момент времени, т.к. эти две величины связаны между собой
Векторная диаграмма трансформатора
При построении векторной диаграммы воспользуемся уравнением электрического и магнитного состояния трансформатора
где
где
и складываем вект
Опыт холостого хода трансформатора
Рис. 5.4
Холостой ход - это режим работы трансформатора при разомкнутой вторичной цепи , В этом случае полезная мощность , ток очень мал (2-10% от ) поэтому потерями в перв
Опыт короткого замыкания
Короткое замыкание - режим работы трансформатора при Zн=0. При номинальном входном напряжении этот режим является аварийным, т.к. токи в обмотках превысят номинальные в десятки раз.
Потери мощности. КПД трансформатора
КПД трансформатора определяется отношением активной мощности нагрузки Р2 к потребляемой активной мощности. В номинальном режиме при cosφ2= 0,8 КПД очень высок и со
Устройство асинхронного двигателя
Асинхронная машина состоит из двух основных частей:
а) неподвижная часть - статор,
в) подвижная часть - ротор.
Сердечник статора и ротора собраны из листовой электротехни
Вращающееся магнитное поле
Трехфазная обмотка статора асинхронного двигателя получает энергию от трехфазной сети. Ее назначение - создать в магнитной цепи вращающееся магнитное поле. Для создания двухполюсного вращающегося м
Принцип действия асинхронного двигателя. Скольжение
Принцип действия асинхронной машины рассмотрим на примере двигателя с короткозамкнутым ротором и двухполюсным статором. Трехфазный ток в обмотке статора создает вращающееся магнитное поле. Скорость
Частота тока ротора. Скорость вращения поля ротора.
При вращении ротора в сторону вращение магнитного поля машины частота пересечения полем проводников пропорциональна разности скоростей (n0 -n) и
частота тока в обмотке ро
ЭДС и токи в обмотках статора
Магнитная индукция распределена в воздушном зазоре машины по закону синуса. Ширина витка фазы обмотки равна полюсному делению.
Тогда ЭДС, наведенная в этом витке
здесь l -
Векторная диаграмма асинхронного двигателя.
Так как фазы статора и ротора симметричны, векторную диаграмму строят для одной фазы двигателя. При вращающемся роторе частота тока в обмотке статора ƒ=50Гц во много раз превышает часто
Пуск в ход асинхронных двигателей.
В процессе пуска двигателя на ротор машины действуют тормозной и инерционные моменты, которые должны быть преодолены вращающим моментом. Кроме того, при пуске двигателя при номинальном напряжении в
Регулирование скорости вращения ротора.
Скорость вращения ротора
Регулирование скорости осуществляется либо изменением скольжения, либо изменением частоты питающей сети или числа пар полюсов. Изменение скольжения достигается вкл
Устройство синхронных машин.
Современные синхронные машины выполняются в основном с подвижной магнитной системой и неподвижной рабочей обмоткой. Такая конструкция целесообразна, так как проста в исполнении. Кроме того, напряже
Принцип действия синхронного двигателя.
При работе синхронной машины в качестве двигателя обмотка якоря подключается к источнику переменного тока, в результате чего возникает магнитный поток якоря Фя. После разгона рото
Новости и инфо для студентов