14. Электромагнитная мощность и момент. Угловые хар-ки.

Поле ОВ вращается вместе с ротором . В устан-ся синхронном режиме поле ОЯ и поле обмотки ротора вращаются с синхр. Скор. n₁,след. Полюса системы ОЯ и ОВ неподвижны др. отн. Друга.

Между ними происходит постоянное взаимодействие .При этом возникает э/м сила F, которая стремится ориентировать ротор так,чтобы поля обмток были направлены согласно.

Действия этой силы можно моделировать ,используя резиновые нити, натянутые между разноименными полюсами статора и ротора.

Если машина не имеет нагрузки( ХХ),то разноименные полюса ротора и якоря устанавливаются друг напротив друга по одной оси.

Э/м момент в этом случае отсутствует.Э/м сила F имеет радиальное направление .

При работе в режиме генератора приводной двигатель создает вращ. Момент на валу машины .при этом вал генератора ускоряется , поле ротора при этом поворачивается на определенный угол и опережает магн. Поле якоря.

В результате э/м сила имеет тангенциальную составляющую , кот-я создает тормозной момент т.е. она стремится ориентировать ротор в прежнее положение по оси полюсов якоря.

Чем больше угол ,тем больше э/м тормозной момент .

Максимум момента будет ,когда ось поля ротора будет нах-ся между полюсами поля статора.

Электромагнитная мощность ,кот. Передается от ротора к статору :

Если генератор работает на сеть бесконечной мощности:

Чтобы установить как зависит э/м момент от угла , рассмтрим упрощенную в.д. генератора. . Из диаграммы получим:

Реактивная составляющая обусловлена наличием в явнополюсноймаш. Чисто магнитного момента,кот. Стремится ориентировать ротор по оси магн. Поля.

У неявнополюсных мащ

у явнополюсных

15. Регулирование акт. И реакт. Мощности сг при параллельной работе

На примере неявнополюсного генератора.

Если пренебречьR_{1 ≈}0, то из уравнения напряжения генератора:

U₁=U_c=const– при параллельной работе, поэтому ток якоря можно изменить, только изменяя ЭДС .

можно изменять по фазе и величине. Меняя по величине – регулируем θ, по фазе – Р.

Регулирование активной мощности

Осуществляется изменением по фазе.

_{В режиме} хх : = (рис 1)

Если к валу генератора приложить внешний вращающий момент больший, чем необходимо для компенсации потерь энергии в самом генераторе, то ротор приобретает ускорение ( Мвр<Мторм).При этом ротор смещается относительно оси полюсов статора на какой-то угол θ: т.е. ЭДС меняет фазу. Возникает небалансная ЭДС (рис 2)

Под действием возникает ток . Вектор отстает на угол 90⁰ от , т.к. характер тока индуктивный.При этом генератор отдает в сеть мощность:

На вал генератора в этом случае действует тормозной э/м момент. Тормозной момент уравновешивает вращающий момент приводного двигателя и частота вращения ротора =const. Чем больше внешний вращающий момент , приложенный к валу генератора, тем больше будет угол θ. А следовательно, и ток, и мощность, отдаваемые в сеть.Для увеличения Р необходимо увеличивать приложенный к его валу внешний Мвр. Для уменьшения – уменьшать.

Если к валу ротора приложить внешний тормозной М, то вектор будет отставать от . Возникает уравнительный ток . >90⁰

(рис 3) Активная составляющая находится в противофазе с . Следовательно активная мощность забирается из сети.М. переходит из генераторного в двигательный режим работы. При этом создается вращающий э/мМ, который уравновешивает Мвнешторм, приложенный к валу М. Частота вращения ротора опять =const.

Регулирование реактивной мощности Q

При работе хх: (рис 4)

Если увеличить ток возбуждения, то ЭДС возрастет.возникает небалансная ЭДС под действием по обмотке якоря будет проходить реактивный ток, который определяется индуктивным сопротивлением обмотки X₁.

Ток отстает от на 90⁰ и опережает на 90⁰.

Если уменьшить ток возбуждения: ток поменяет свое направление; -- чисто реактивный характер. Если машина работает под нагрузкой, то при изменении также будет меняться только реактивная составляющая тока, т.е. будет меняться Q, которой генератор обменивается с сетью. (рис 5)

При работе на сеть ∞ мощности:

Соответственно суммарный , сцепленный с каждой фазой:

Режим работы СМ, при котором реактивная составляющая тока: называют режимом нормального возбуждения.

Ток возбуждения, соответствующий этому режиму – нормальным током возбуждения.

Если ток возбуждения > -- режим перевозбуждения.

В этом случае ток якоря содержит реактивную составляющую, которая отстает от . Это аналогично активно-индуктивной нагрузке генератора.Следовательно создает продольно-размагничивающую реакцию якоря.

при этом генератор отдает реактивную мощность в сеть, т.к. > .

Если < -- режим недовозбуждения. В этом случае содержит , опережающую , что аналогично R-C- нагрузке. Т.е. подмагничивает генератор.

Реактивная составляющая тока направлена из сети. Генератор потребляет Q из сети.

во всех случаях.

Зависимости при Р=const – называется U-образными характеристиками.

Для каждой Р генератора имеется определенный , которому соответствует min тока якоря ( и )

Для генератора наиболее выгоден режим, при котором . А для сети этот режим не совсем выгоден, т.к. нагрузка сети носит L-R-характер, в частности необходима Q для возбуждения трансформаторов,… Поэтому генераторы работают с некоторым перевозбуждением.

-- генерирует Q в сеть, необходимую для возбуждения АД, трансформаторов …

В реальности регулируют одновременно вращающий момент первичного двигателя и (Pи Q).

Рассмотрим два предельных случая регулирования:

1. Регулирование момента на валу генератора при

2. Регулирование при М=const.