Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Принцип действия синхронного генератора

Рассмотрим упрощенную модельь синхронного генератора (рис. 6.1). Неподвижная часть машины, называемая статором, представляет собой полый шихтованный цилиндр 1 (сердечник статора) с двумя продольными пазами на внутренней поверхности. В этих пазах расположены стороны витка 2, являющегося обмоткой статора. Во внутренней полости сердечника статора расположена вращающая­ся часть машины, называемая ротор, представляющий собой постоянный маг­нит 4 с полюсами N и S, закрепленный на валу 3.

Рис. 6.1. Упрощенная модель синхронно­го генератора

 

Вал ротора посред­ством ременной передачи механически связан с приводным двига­телем (на рисунке не показан). В реальном синхронном генераторе в качестве приводного двигателя может быть использован двига­тель внутреннего сгорания либо турбина. Под действием вращаю­щего момента приводного двигателя ротор генератора вращается с частотой n против часовой стрелки. При этом в обмотке статора в соответствии с явлением электромагнитной индукции наводится ЭДС, направление которой показано на рисунке стрелками. Так как обмотка статора замкнута на нагрузку Zнг, то в цепи этой обмотки появится ток i.

В процессе вращения ротора магнитное поле постоянного маг­нита также вращается с частотой n, а поэтому каждый из провод­ников обмотки статора попеременно оказывается то в зоне север­ного N магнитного полюса, то в зоне южного S магнитного по­люса. При этом каждая смена полюсов сопровождается изменени­ем направления ЭДС в обмотке статора. Таким образом, в обмотке статора синхронного генератора наводится переменная ЭДС, а по­этому ток i в этой обмотке и в нагрузке Zнг также переменный.

Мгновенное значение ЭДС обмотки статора в рассматриваемом синхронном генераторе

е = 2Blv = 2BlπDn/60,

где В - магнитная индукция в воздушном зазоре между сердечни­ком статора и полюсами ротора, Тл; l - активная длина одной пазо­вой стороны обмотки статора, м; v = πDn/60 - скорость движе­ния полюсов ротора относительно статора, м/с; D - внутренний диаметр сердечника статора, м, n – частота вращения ротора, м/мин.

Из формулы видно, что при неизменной частоте вращения ротора форма ЭДС обмотки статора определяется исключительно законом распределения магнитной индукции В в зазоре. Если бы график магнитной индукции в зазоре представ­лял собой синусоиду В = Bmaxsinα, то ЭДС генератора была бы синусоидальной. Однако получить синусоидальное распределение индукции в зазоре практически невозможно. Так, если воздушный зазор δ постоянен (рис. 6.2), то магнитная индукция В в воздушном зазоре распределяется по трапецеидальному закону (график 1), а следовательно, и график ЭДС генератора представляет собой тра­пецию.

Рис. 6.2. Графики распреде­ления магнитной индукции в воздушном зазоре синхрон­ного генератора

 

Если края полюсов скосить так, чтобы зазор на краях по­люсных наконечников был равен δmax (как это показано на рис. 6.2), то график распределения магнитной индукции в зазоре приблизит­ся к синусоиде (график 2), следовательно, и график ЭДС, наве­денной в обмотке генератора, приблизится к синусоиде.

Частота ЭДС синхронного генератора f (Гц) прямо пропорцио­нальна частоте вращения ротора n (об/мин), которую принято на­зывать синхронной частотой вращения:

f = pn/60,

где p - число пар полюсов; в рассматриваемом генераторе два по­люса, т.е. р = 1.

Для получения промышленной частоты ЭДС (50 Гц) ротор та­кого генератора необходимо вращать с частотой n = 3000 об/мин, тогда

f = 1 · 3000/60 = 50 Гц.

В настоящее время получение, передача и распределение электроэнергии в боль­шинстве случаев производится посредством трехфазной системы. Трехфазная система состоит из трех источников электроэнергии и трех цепей нагрузки, соединенных общими проводами линии передачи.

Источником энергии для всех фаз системы является трехфазный генератор (рис. 6.3). Он отличается от однофазного генератора переменного тока тем, что у него на статоре размещены три, изолированные друг от друга, одинаковые обмотки. Они расположены так, чтобы наводимые в них э. д. с. были сдвинуты по фазе одна относительно дру­гой на 120°.

Если генератор двухполюсный, как на рис. 6.3, то оси катушек фазных обмоток сдвинуты одна по отноше­нию к другой на одну треть окружности статора.

Рис. 6.3. Электромагнитная схема синхронного генератора:

1 - статор; 2 - ротор

 

При такой симмет­рии устройства генератора максимальные значения этих э. д. с. одинаковы. Конструкция генератора должна обеспечивать их синусоидальность. Уравнения мгновенных значений э. д. с. будут:

Ec1-c3 = Emsin ωt;

Ec1-c2 = Emsin (ωt - 2π/3);

Ec2-c3 = Emsin (ωt - 4π/3).

Кривые мгновенных значений показаны на рис. 81.

Рис. 81. Кривые мгновен­ных значений э. д. с. трехфазной системы

 

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Природа индукционного тока, сила Лоренца | Автомобильные вентильные генераторы с клювообразным ротором
Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-01-07; Просмотров: 751; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.012 сек.