1. Конструкция и назначение основных элементов неявнополюсной и явнополюсной синхронной машины.

Конструкция и назначение явнополюсной синхронной машины:

Р отор- магнитопровод который состоит из сердечника полюса и полюсного наконечника, вокруг- обмотка возбуждения. Синхронные машины разделяют на явнополюс и не явнополюсн по конструкции ротора.Выводы обмотки возбуждения подключаются к 2-контактным кольцам (осуществляется питание).В нем есть пусковая обмотка(двигательн режим) и обмотка успокоения вращения (генерат).Полюсный наконечник для правильного распределения магнитного потока в воздушном зазоре, что повышает КПД синхронной машины.

-мин воздушный зазор

^”- макс воздушный зазор

Явнополюсн синхр машины применяются в качестве гидрогенераторов n=150 об/мин Д=15 м l=3 м (тихоходная синхронная машина)

Синхронные двигатели большой мошности применяются на насосных станциях.

Синхронный компенсатор- синхр маш в режиме двигателя при ограниченной вых актив мощности. Назнач.- регулир. выраб. и потр. реакт. мощноти

Конструкция и назначение неявнополюсной синхронной машины:

Главное отличие от ЯМ заключается в конструкции ротора. Он не имеет явновыраженых полюсов. Основная особенность - воздушный зазор постоянный =const.

Пазы занимают 60% поверхности ротора (в пазах закрепляют обмотку возбуждения). Для быстроходной машины большой мощности есть предел диаметра ротора Д<1.25 м, а длина Д<7 м (весит 150 т.)

Такой ротор применяют в турбогенераторах

n =3000 – 1500 об/мин – их применяют с целью механической устойчивости. Назначение синхронных машин они работают двигательном и генераторном режимах.

Статор:

1. корпус

2. сердечник (пазы)

3. обмотка

2. Принцип действия синхронного генератора.

На обмотку возбуждения через щетки и кольца подают напряжение U=const

3. Принцип действия синхронного двигателя.

4. Идеальная модель синхронного генератора

Допущение: линейные взаимосвязи, все приближенные величины изменяются по гармоническому закону, потери активной энергии отсутствуют. Рассмотрим обмотки возбуждения.

П ри вращении ротора против часовой стрелки в проводнике статора возникнет ЭДС. Если обмотку подключить к активной нагрузке R_H, то появится ток, который по фазе совпадает с вектором напряжения

МДС протекания тока в якоре – называется реакция якоря . d-ось обмотки возбуждения.

На хх I_a=0

При нагрузке тр МДС вторичной обмотки и рост тока нагрузки компенсировался увеличением тока в первичной обмотке. В синхронном генераторе этого происходить не будет. Реакция якоря искажает магнитное поле обмотки возбуждения, F_рез отстает от F_O на θ-угол активной нагрузки.

Пространственный вектор МДС F_O с гармоническим пространственным распределением вдоль поверхности полюса при вращении ротора с частотой n1=const пересекает неподвижные трехфазные обмотки статора и наводит в них ЭДС Е₀. Вызванные этой ЭДС токи в обмотки статора при активной нагрузке обращает трехфазную вращающуюся систему МДС F_a . Взаимодействие F_O и F_a приводит к образованию результирующего магнитного поля. В проводниках тбмотки якоря наводится ЭДС.

Пространственные сдвиги вращающих полей (МДС) можно отразить во временных измерениях ЭДС, U, I

Схема замещения идеального СГ:

5 Понятие о реакция якоря см.

8. Векторная диаграмма соответственно явнополюсного и неявнополюсного синхронного генератора при активно-индуктивной нагрузке.

9 Векторная диаграмма соответственно явнополюсного и неявнополюсного синхронного генератора при активно-емкостной нагрузке.

10.

11 Активная мощность и момент неявнополюсного сг

В идеальной модели СГ потери активной енергии отсутствуют.

Мэм=Рэм/ω1

Р=m*U*Ia*cosφ

Ia=Ea/xa

Ea=E0*tgθ

θ≈φ С етого:

Р=(m*U*E0*sinθ)/xa

Mэм=(m*U*E0* sinθ)/( ω1* xa) – Угловая х-ка момента

Зависимость момента от угла θ имеет ярко выраженнуюсинусоидальную зависимость

Mmax—определяет статическую перегрузочную способность генератора

Θ є (0:П/2)—устойчивый участок хки

Θ є (П/2:П)—неустойчивый