Работа синхронного генератора в режиме холостого хода

Принцип действия синхронной машины.

Генератор.

ОВ создаёт магнитное поле чередующейся полярности. При вращения индуктора с ОВ вращается и поле. В проводниках обмотки якоря будет индуктироваться переменная ЭДС, причём ЭДС отдельных проводников фазы суммируются. Если на якоре уложены три одинаковых обмотки, сдвинутые на электрический угол 120º, то в этих обмотках будет индуцироваться трёхфазная система фазных ЭДС.

Частота ЭДС:

Если к трёхфазной обмотке якоря подключить нагрузку, то возникающая при этом трёхфазная система токов создаст вращающееся магнитное поле якоря. Частота вращения этого поля совпадает и направлено в ту же сторону с частотой вращения индуктора (ротора):

(В обращённой конструкции СМ направления n и n_п противоположны, поэтому в такой машине результирующее поле неподвижно.)

При холостом ходе СГ индуктор вращается, а внешняя цепь генератора разомкнута, поэтому ток якоря отсутствует также как и создаваемое этим током магнитное поле. Магнитное поле в зазоре машины будет создаваться только током в обмотке возбуждения в индукторе. Магнитный поток такого поля состоит из основного потока и потока рассеяния. Основной магнитный поток индуцирует в обмотке якоря ЭДС.

К этой ЭДС и напряжению на зажимах генератора предъявляется требование, чтобы их форма приближалась к синусоидальной, так как при линейном характере магнитной цепи и нагрузки ток в якоре будет также синусоидальным. По ГОСТу коэффициент гармоник линейного напряжения в трёхфазных генераторах частоты 50 Гц должен быть не более 5 % при мощности выше 100 кВ∙А и не более 10 % при мощности до 100 кВ∙А.

В явнополюсных генераторах для получения ЭДС, близкой к синусоиде, зазор под полюсными наконечниками делают неравномерным: к краям наконечника этот зазор увеличивается в 1,5–2 раза по сравнению в середине. При этом распределение основного поля B_δ в зазоре машины будет практически синусоидальным.

В роторах неявнополюсных генераторов в каждом полюсном делении по середине делают промежуток ≈ τ/3, в котором пазы и обмотка отсутствуют. Основная МДС F_в будет иметь трапецеидальное (и близкое к синусоиде) распределение.

Действующее значение ЭДС рассчитывается также как и в АМ:

Для улучшения формы ЭДС в СМ применяют укорочение шага и распределение обмотки якоря. В крупных многополюсных машинах используют обмотки с дробным q.

Важной характеристикой СМ является характеристика холостого хода E(I_в) при ω = const. Эта характеристика позволяет оценить насыщение магнитной цепи, и по ней строят векторные диаграммы и другие характеристики.

При I_в = 0 E = E_ост, при больших токах I_в E = const (насыщение).

Дата добавления: 2015-04-24