Синхронный двигатель, устройство, применение

Характеристики синхронного генератора.

Характеристика холостого хода Е =ƒ(I_В), при разомкнутой внешней цепи т.е. I_Н = 0, где Е - ЭДС статора, I_В - ток возбуждения.

Внешняя характеристика U = ƒ(I_Я) определяется основным уравнением генератора и снимается при изменении тока нагрузки (тока якоря), при постоянном токе возбуждения (I_В) и коэффициенте мощности нагрузки (cosφ_нагр).

Внешняя характеристика описывается основным электрическим уравнением синхронного генератора

U = E – I_Я·R_Я – I_Я·x_Я , (3)

где U – напряжение на обмотке якоря;

Е – ЭДС якоря;

I_Я·R_Я и I_Я·х_Я соответственно активное и реактивное падение напряжения в якоре;

I_Я – ток якоря, одновременно являющийся током нагрузки.

На внешнюю характеристику, оказывает влияние реакция якоря. При возникновении токов в обмотке якоря возникает, помимо основного, дополнительное магнитное поле якоря (поле статора).

Реакцией якоря называется влияние магнитного поля статора на основное поле ротора. В генераторе эффект реакции якоря зависит не только от его величины, но и от характера нагрузки, т.е. от того, будет ли нагрузка генератора активной или реактивной (отстающей или опережающей).

Если нагрузка имеет активный характер (R), то основное магнитное поле машины под действием поля якоря почти не изменяется по величине. В случае

активно-индуктивной нагрузки (R,L) поле якоря направлено против основного поля, при этом машина размагничивается, следовательно, уменьшается ЭДС якоря.

Регулировочная характеристика. Регулировочная характеристика представляет собой зависимость тока возбуждения от тока нагрузки при неизменных значениях напряжения на зажимах генератора, скорости вращения и cosφ, т.е.:

I_В = ƒ(I_Н), при U = const, cosφнагр = const и n = const,

где I_В – ток возбуждения генератора, I_Н – ток нагрузки.

Практически при эксплуатации синхронных генераторов необходимо поддерживать на их зажимах неизменное напряжение независимо от величины и вида нагрузки.

Регулировочная характеристика показывает, как надо изменять ток в цепи возбуждения, чтобы с изменением нагрузки на генератор напряжение на его клеммах оставалось неизменным.

Синхронный двигатель может работать в качестве генератора и двигателя. Синхронный двигатель выполнен так же, как и синхронный генератор. Его обмотка якоря I (рис. 291, а) подключена к источнику трехфазного переменного тока; в обмотку возбуждения 2 подается от постороннего источника постоянный ток. Благодаря взаимодействию вращающегося магнитного поля 4, созданного трехфазной обмоткой якоря, и поля, созданного обмоткой возбуждения, возникает электромагнитный момент М (рис. 291,б), приводящий ротор 3 во вращение. Однако в синхронном двигателе в отличие от асинхронного ротор будет разгоняться до частоты вращения n = n₁, с которой вращается магнитное поле (до синхронной частоты вращения). Объясняется

Рис. 291. Электрическая (а) и электромагнитная (б) схемы синхронного электродвигателя

это тем, что ток в обмотку ротора подается от постороннего источника, а не индуцируется в нем магнитным полем статора и, следовательно, не зависит от частоты вращения вала двигателя. Характерной особенностью синхронного двигателя является постоянная частота вращения его ротора независимо от нагрузки.

Дата добавления: 2015-06-04