Генератор синхронный. Устройство, конструкции и работа.

Статор синхронной машины по конструкции не отличается от статора асинхронного двигателя. В пазах статора размещается трехфазная, двухфазная или однофазная обмотки. Заметное отличие имеет ротор, который принципиально представляет собой постоянный магнит или электромагнит. Это налагает особые требования на геометрическую форму ротора. Любой магнит имеет полюса, число которых может быть два и более. На рисунке приведены две конструкции генераторов, с тихоходным и быстроходным ротором.

Конструкции синхронных генераторов

Быстроходными бывают, как правило, турбогенераторы. Количество пар магнитных полюсов у них равно единице. Чтобы такой генератор вырабатывал электрический ток стандартной частоты f = 50 Гц, его необходимо вращать с частотой:

n = 60 f / p = 60 * 50 / 1 = 3000 об/мин

На гидроэлектростанциях вращение ротора зависит от движения водяного потока. Но и при медленном вращении такой генератор должен вырабатывать электрический ток стандартной частоты f = 50 Гц.

Поэтому для каждой гидроэлектростанции конструируется свой генератор, на определенное число магнитных полюсов на роторе. В качестве примера приведем параметры синхронного генератора, работающего на Днепровской ГЭС. Водяной поток вращает ротор генератора с частотой n = 33,3 об / мин. Задавшись частотой f = 50 Гц, определим число пар полюсов на роторе:

p = 60 f / n = 60 * 50 / 33,3 = 96 пар

Принцип действия синхронного генератора основан на явлении электромагнитной индукции. Ротор с магнитными полюсами создает вращающееся магнитное поле, которое, пересекая обмотку статора, наводит в ней ЭДС. При подключении к генератору нагрузки генератор будет являться источником переменного тока.

ЭДС синхронного генератора

Как было показано выше, величина наводимой в обмотке статора ЭДС количественно связана с числом витков обмотки и скорости изменения магнитного потока:

Переходя к действующим значениям, выражение ЭДС можно записать в виде:

E = c n Ф

где n — частота вращения ротора генератора, Ф — магнитный поток, c — постоянный коэффициент.

При подключении нагрузки напряжение на зажимах генератора в разной степени меняется. Так, увеличение активной нагрузки не оказывает заметного влияния на напряжение. В то же время индуктивная и емкостная нагрузки влияют на выходное напряжение генератора. В первом случае рост нагрузки размагничивает генератор и снижает напряжение, во втором происходит его подмагничивание и повышение напряжения. Такое явление называется реакцией якоря.

Для обеспечения стабильности выходного напряжения генератора необходимо регулировать магнитный поток. При его ослаблении машину надо подмагнитить, при увеличении — размагнитить. Делается это путем регулирования тока, подаваемого в обмотку возбуждения ротора генератора.

Устройство и принцип работы дизельного генератора

Чтобы преобразовать механическую энергию (двигателя внутреннего сгорания, ветрового двигателя, турбины) в электрическую энергию (постоянного или переменного тока), необходим генератор.

Основные части генератора – неподвижный якорь (статор) и приводимый во вращение первичным двигателем с высоким постоянством числа оборотов индуктор (ротор) с питаемой постоянным током обмоткой возбуждения.

Ротор электромашины переменного тока может вращаться с частотой магнитного поля или отставать от него (вращаться с меньшей скоростью). В первом случае машина относится к синхронным, во втором к асинхронным. Синхронная электрическая машина, работающая в генераторном режиме, называется синхронным генератором. Синхронный генератор обратим, т.е. при подключении якорной обмотки к трехфазной электросети он работает как электродвигатель.

Принцип работы синхронного генератора

При вращении ротора синхронного генератора (СГ) линии его магнитного поля пересекают обмотку статора. Магнитное поле ротора создается независимым возбудителем, в качестве которого может служить аккумулятор или дополнительный генератор постоянного тока с напряжением обычно не выше 150 В, а также ртутные, полупроводниковые (селеновые или германиевые) или механические выпрямители.

Возможно и обратное решение (применяемое обычно в малогабаритных передвижных установках переменного тока) – вращение ротора в неподвижном магнитном поле, при этом вырабатываемый в обмотках ротора переменный ток необходимо снимать с ротора через коллектор. Вырабатываемая СГ электродвижущая сила (ЭДС) пропорциональна магнитной индукции, длине паза статора, числу витков в обмотке статора, внутреннему диаметру статора и частоте вращения магнитного поля. Изменение ЭДС синхронного генератора возможно путем регулирования тока в обмотке возбудителя реостатом или системой автоматического регулирования.

Частота вращения магнитного поля равна скорости вращения ротора, а частота вырабатываемого переменного напряжения пропорциональна частоте вращения магнитного поля и количеству пар полюсов статора. В качестве примера, при заданной частоте СГ 50 Гц при числе пар полюсов 1 ротор должен вращаться со скоростью 3000 об/мин, а при числе пар 2 – со скоростью 1500 об/мин и т.д.

Для поддержания постоянства частоты вырабатываемого СГ переменного напряжения скорость вращения первичного двигателя поддерживается постоянной посредством автоматического регулятора скорости.

Обычно от СГ требуется выработка напряжения порядка 15-40 кВ, снять такое напряжение с вращающегося коллектора сложно, и обмотки якоря, с которого снимается вырабатываемая электрическая энергия, выгодно сделать неподвижными. Мощность же возбуждения СГ обычно составляет 1-3% и не превышает 5% мощности СГ; подать эту мощность на вращающийся ротор не составляет проблемы.

При мощности СГ до нескольких киловатт магнитное поле ротора может обеспечиваться постоянными магнитами (самыми современными, неодимовыми), что позволяет обойтись без коллектора и токосъемника. При этом, ввиду невозможности регулирования магнитного потока ротора, выходное напряжение СГ неизменно и не поддается регулированию, либо же с регулированием возникают сложности. Мощность современного синхронного генератора достигает нескольких Гвт и выше.

 

Виды синхронных генераторов

Генераторы разделяются по способу возбуждения. Самый простой способ, не требующий дополнительного источника питания для возбуждения статора – это использование самовозбуждения за счет остаточного намагничивания сердечника ротора даже при отсутствии в обмотках ротора тока возбуждения. При вращении ротора слабый остаточный магнитный поток ротора вызывает образование в обмотках ротора небольшой ЭДС, которая отбирается понижающим трансформатором, выпрямляется и через коллектор подается в обмотку возбуждения, что увеличивает магнитный поток, ЭДС генератора и дальнейшее развитие процесса самовозбуждения, вплоть до выхода на нормальный режим работы. Подобная схема с самовозбуждением успешно применяется в автономных установках наземного, водного и воздушного транспорта.

Если применяется тиристорное устройство регулирования тока возбуждения, появляется возможность автоматического регулирования выходного напряжения СГ (поддержания его постоянства или изменения по определенному закону в зависимости от величины и характера нагрузки). Возможно также возбуждение ротора от дополнительного генератора (подвозбудителя), имеющего общий вал с основным генератором или соединенного с валом СГ посредством полумуфты.

 

Устройство синхронного генератора

Статор СГ по устройству схож с устройством статора асинхронного двигателя. Сердечник статора, в пазах которого размещается обмотка, собран из спрессованных в виде пакета пластин электротехнической стали толщиной 1-2 мм, разделенных изолирующей пленкой лака толщиной 0,08-0,1 мм.

Синхронный генератор может вырабатывать переменный ток однофазный или, чаще всего, трехфазный. К обмотке статора подключается нагрузка.

Конструктивно полюсы статора могут быть выступающими (как в тихоходных СГ со скоростью вращения не выше 1000 об/мин, вращаемых гидротурбинами), либо же не выражаться явно (как в скоростных машинах).

Синхронный генератор обратим – он может не только вырабатывать переменный ток (режим генератора), но и совершать механическую работу (режим двигателя).

Для охлаждения ротора в конструкции СГ предусмотрены крыльчатки на общем с ротором валу. Прежде чем поступить в СГ для охлаждения обмоток, воздух пропускается через фильтр, если же система охлаждения замкнута, он дополнительно охлаждается в теплообменнике. В качестве охлаждающего агента, помимо воздуха, применяется и водород ввиду своей легкости.

Концы обмоток СГ выводятся на контактную колодку, что позволяет соединить обмотки трехфазного СГ по схеме звезды или треугольника.

При необходимости получения синусоидального напряжения на выходе к форме явно выраженных полюсных наконечников предъявляются определенные требования, либо необходимо (при неявно выраженных полюсах) расположить витки роторной обмотки по особому закону.

 

Режимы работы синхронного генератора

Синхронный генератор может работать в режиме холостого хода, при отсутствии токов в обмотке якоря, и тогда вырабатываемое напряжение задается лишь током возбуждения.

При подключении к СГ потребителя через обмотку якоря начинают протекать токи, и создаваемое ими магнитное поле складывается с полем ротора. Ток в якорной обмотке при чисто активной нагрузке (нагревательные элементы, лампочки накаливания) совпадает по фазе с ЭДС, при индуктивной (асинхронные электродвигатели, дроссели, трансформаторы) отстает, а при емкостной (батареи конденсаторов, корректоры коэффициента мощности, высоковольтные ЛЭП) опережает. При активной нагрузке создаваемый в статоре дополнительный магнитный поток перпендикулярен потоку ротора, и ЭДС генератора, определяемая суммарным потоком, возрастает.

Реактивная нагрузка ведет к отклонению направлений потоков от перпендикулярности, вследствие несовпадения фаз тока якорной обмотки и ЭДС, и при емкостной нагрузке ЭДС генератора увеличивается еще выше, поскольку направление потоков начинает совпадать (вызывается продольно-намагничивающая реакция), а при индуктивной нагрузке к снижению ЭДС вследствие встречного направления потоков (вызывается продольно-размагничивающая реакция). Наиболее часто встречается смешанная активно-индуктивная нагрузка.

Чтобы устранить воздействие реакции якоря на ЭДС генератора, предусматривается регулирование возбуждения ротора с целью поддержания ЭДС на должном уровне с исключением ее зависимости от мощности и вида нагрузки. Также, для устранения колебаний при резкой смене режима работы СГ, помимо основной обмотки возбудителя, наматывается еще и демпферная (успокаивающая) катушка, особо полезная при совместной работе нескольких СГ на общую сеть. Поскольку нагрузка СГ не остается постоянной и время от времени меняется, существует необходимость постоянного регулирования тока возбуждения, что осуществляется автоматическими системами регулирования.

При нормальной работе СГ допустимы некоторые отклонения коэффициентов мощности нагрузки, напряжения и частоты в пределах нескольких процентов от номинальных значений. При нарушениях в линии нагрузки (коротких замыканиях, непостоянстве отбираемой мощности, неравномерном распределении нагрузки между фазами), возникает асимметрия выходного напряжения СГ, форма напряжения искажается и отклоняется от синусоидальной, что может приводить к перегреву обмоток и элементов конструкции генератора. Также, к искажениям формы ЭДС генератора ведет нелинейность нагрузки (подключенные к сети выпрямители, инверторы).

При работе СГ важно следить за расходом охлаждающей воды, автоматика должна предупреждать персонал при снижении расхода путем включения сигнализации, и при резком падении расхода приступить к разгрузке генератора с последующим отключением в течение нескольких минут.

Работа нескольких синхронных генераторов на общую сеть

Параллельная работа нескольких СГ необходима для полного использования их мощности, позволяет создавать мощные источники питания, а также периодически выводить на профилактику или в ремонт один из генераторов.

При параллельной работе нескольких СГ требуется строгое постоянство вырабатываемой каждым из них частоты, с высоким поддержанием постоянства скорости их вращения.

При включении в сеть еще одного СГ требуется равенство его напряжения напряжению сети с постоянством частоты, фазы и чередования фаз. Лишь при совпадении этих условий при включении СГ в сеть не будет толчков тока и опасных для обмоток уравнительных токов.

Синхронизация осуществляется посредством специальных устройств – синхроскопов, наиболее простыми из которых является ламповые, позволяющие по характеру свечения ламп синхроскопа определить с достаточной для практики точностью момент совпадения напряжения подключаемого генератора и сети по частоте, фазе и порядку чередования фаз.

 

 

Принцип работы и устройство синхронного генератора переменного тока

Генератор (альтернатор) переменного тока предназначен для того, чтобы преобразовывать механическую энергию в электрическую. Его ротор вращается от первичного двигателя, в качестве которого может служить турбина, ДВС, электродвигатель.

Как выглядит синхронный генератор

К синхронным машинам относятся те, у которых ротор имеет одинаковую частоту вращения с магнитным полем:

n = 60∙f/p, где

f – частота сети;

p – количество пар полюсов статора.

Принцип работы

Статор и ротор – главные составные части синхронного генератора (СГ).

Принцип действия синхронного генератора

Как изображено на рисунке, синхронный генератор чаще всего вырабатывает энергию, когда ротор вращается вместе с магнитным полем, линии которого пересекают статорную обмотку, расположенную неподвижно. Поле создаётся от дополнительного возбудителя (дополнительного генератора, аккумулятора и др. источников).

Процесс может происходить наоборот – вращающийся проводник находится в неподвижном магнитном поле. Здесь появляется проблема токосъёма через коллекторный узел. Для генераторов переменного тока небольшой мощности эта схема вполне подходит. Обычно она применяется в передвижных установках.

В СГ вырабатывается ЭДС:

e = 2πBlwDn, где

B – магнитная индукция;

l – длина паза статора;

w – количество витков в статорной обмотке;

D – внутренний диаметр статора.

Основная электроэнергетика построена на напряжении 15-40 кВ. Передача энергии через коллектор СГ затруднительна. К тому же подвижная обмотка подвержена ударным нагрузкам и вращению с переменной скоростью, что создаёт проблемы с изоляцией. Из-за этого, обмотки якоря делают неподвижными, поскольку через них проходит основная энергия. Мощность возбудителя не превышает 5% от общей мощности СГ. Это позволяет проводить ток через подвижный узел.

В машинах переменного тока небольшой мощности (несколько киловатт) ротор изготавливают с постоянными магнитами (неодимовыми и др.). Здесь не требуется установка подвижных контактов, но тогда возникают сложности с регулированием напряжения на выходе.

Устройство генератора

Статор имеет общий принцип действия с асинхронником и мало отличается от него. Его железо собирается из пластин электротехнической стали, разделённых изолирующими слоями. В пазах размещается обмотка переменного тока. Наиболее распространён трёхфазный синхронный генератор. Провода обмоток надёжно крепятся и изолируются, поскольку через них подключается нагрузка.

Ротор выполняется с явно выраженными полюсами или без выступающих полюсов.

Виды полюсов синхронного генератора: а) – выступающие; б – неявно выраженные

Первые делаются для тихоходных машин, например, с гидравлическими турбинами. Для вращающихся с большой скоростью генераторов переменного тока принцип действия заключается в применении более прочных неявно выраженных полюсов.

СГ может работать в режимах двигателя или генератора переменного тока. Важно, какой здесь применяется способ охлаждения. Обычно на валу устанавливаются крыльчатки, охлаждающие ротор с обеих сторон. Воздух перед вентиляцией проходит через фильтр. В замкнутой системе циркулирует один и тот же воздух, проходя через теплообменники.

Более эффективным охлаждающим агентом является водород, в 14,5 раз более лёгкий, чем воздух. Принцип охлаждения у него аналогичный.

Обмотки генератора переменного тока выводятся концами на его распределительную коробку. Для трёхфазных – соединение производится в звезду или в треугольник.

Синхронный генератор преимущественно обеспечивает поддерживание синусоидального переменного напряжения. Это достигается изменением формы полюсных наконечников, а неявнополюсный ротор имеет определённое расположение витков в его пазах.

Реакция якоря

При соединении выхода с внешней нагрузкой в обмотках статора протекает электрический ток. Образующееся магнитное поле накладывается на поле, которое создаёт ротор.

Реакция якоря при разных видах нагрузки

При активной нагрузке ток и ЭДС совпадают по фазам (изображено на рисунке выше – а). Он становится максимальным, если полюса ротора располагаются напротив якорных обмоток. Основной магнитный поток и образующийся от реакции якоря перпендикулярны и при наложении образуют несколько больший результирующий поток, увеличивающий ЭДС.

Индуктивная нагрузка приводит к снижению ЭДС, поскольку потоки направлены встречно (изображено на рисунке выше – б).

Ёмкостная нагрузка вызывает совпадение направлений потоков, в результате чего ЭДС увеличивается.

Увеличение нагрузки приводит к большей реакции якоря, приводящей к изменению выходного напряжения, что нежелательно. На практике этот процесс управляется изменением возбуждения, что снижает степень воздействия реакции якоря на основное поле.

Режимы работы СГ

Нормальные режимы работы характеризуются сколько угодно длительными периодами времени. В их число входят отклонения коэффициентов мощности, выходного напряжения до 5% и частоты до 2,5% от номиналов и т. п. Допуски на отклонения определяются нагревом агрегатов и задаются стандартами или гарантируются производителями.

А нормальные режимы функционирования неприемлемы для продолжительной работы и связаны с появлением перегрузок, с недовозбуждением, переходами в асинхронные режимы. Этот режим работы связан с отклонениями в сети: короткими замыканиями, нагрузками переменного действия, неравномерностью загрузки фаз.

На нормально работающее устройство оказывает влияние подключённая сеть, где нарушения функционирования отдельных потребителей вызывают несимметрию и искажения формы сигнала. Из-за этого могут перегреваться обмотки или конструкция генератора.

Продолжительная работа генератора возможна при различии фазных токов на турбогенераторах до 10% и до 20% на синхронных компенсаторах и гидрогенераторах.

Искажение синусоиды на СГ происходит из-за мощных выпрямителей, преобразователей, электротранспорта и т. д.

Важно для синхронных машин, чтобы нормально работала система охлаждения. Если затраты охлаждающей воды достигают 70% от номинала, срабатывает сигнализация предупреждения. Если расход охладителя снижается наполовину, устройство должно разгружаться за 2 мин, а затем отключаться не более чем за 4 мин.

Характеристики генератора:

1. при холостом ходе, когда обмотка якоря не замкнута, устанавливается зависимость ЭДС от токов возбуждения, а также определяется показатель намагничивания сердечников машины;
2. внешняя характеристика – зависимость выходного напряжения от нагрузочных токов;
3. регулировочные характеристики, проявляющиеся в зависимости токов возбуждения от нагрузочных при автоматическом поддерживании заданных выходных параметров.

Виды генераторов

Генераторы отличаются способами возбуждения. В автономных установках на транспорте, в авиации, на судах применяется самовозбуждение за счёт остаточного намагничивания. Способ отличается надёжностью и удобством применения. Распространённым вариантом здесь является отбор энергии от статорной обмотки, которая проходит через понижающий трансформатор и полупроводниковый преобразователь ПП, в результате чего на обмотку возбуждения через коллектор поступает постоянный ток (изображено на рисунке ниже – а).

Принцип самовозбуждения синхронного генератора

Другая схема реализует самовозбуждение также путём подачи переменного тока со статорной обмотки через выпрямительный трансформатор ВТ и тиристор ТП в обмотку возбуждения ОВ (изображено на рисунке выше – б). Тиристором автоматически управляет регулятор возбуждения АРВ по сигналам от входа генератора СГ через трансформаторы напряжения ТН и тока ТТ. Блок защиты БЗ не допускает образования на обмотке возбуждения повышенного напряжения и перегрузочного тока.

Другая конструкция содержит дополнительную синхронную или асинхронную машину с возбуждением от статорных обмоток. На рисунке ниже изображена такая система СГ с обмоткой возбуждения ОВ и трёхфазной обмоткой статора. При этом ротор основного генератора имеет общий вал с якорными обмотками возбуждения ОВ₁ и ОВ₂ дополнительного подвозбудителя ПВ. Ток возбуждения регулируется реостатами r₁ и r₂. Устройство не уступает по быстродействию установкам с самовозбуждением, но конструкция у него более сложная, а габариты больше.

Система возбуждения с дополнительным генератором

Применяется также бесконтактная система возбуждения, где у СГ нет подвижных контактов для передачи энергии. Щётки с коллектором имеют только подвозбудитель ПВ, который питает пост

Бесконтактная система возбуждения синхронного генератора

оянным током обмотку I возбудителя В.

 

Видео. Синхронные машины

Можно отметить следующие современные направления в развитии технологии производства синхронных машин:

• улучшение конструкций;
• использование новых материалов, позволяющих уменьшить толщину изоляции и повысить мощность до 10%;
• применения микропроцессоров для контроля состояния машин;
• совершенствование режимов воздушного охлаждения.

Оцените статью:

Устройство и принцип действия синхронного генератора, его применение в промышленности, внешние характеристики.

Синхронный генератор- синхронная машина, работающая в генераторном режиме. Синхронный генератор используют обычно в качестве источников переменного тока постоянной частоты и устанавливают на электростанциях, в электрических установках, на транспорте и т. д. Применение синхронного генератора началось в 70-х гг. 19 в. в связи с изобретением свечи П. Н. Яблочкова. Наибольшее распространение имеют синхронные генераторы для получения тока промышленной частоты, роторы которых приводятся во вращение паровыми или водяными турбинами. Синхронный генератор строят также с приводом от газовых турбин, двигателей внутреннего сгорания, ветро- или электродвигателей. Обмотки ротора питаются постоянным током от отдельного генератора, размещаемого обычно на общем валу с синхронным генератором и приводимого совместно с ним во вращение, или от выпрямительного устройства. При вращении ротора его магнитное поле наводит в трёхфазной обмотке статора переменную ЭДС, частота которой f = р^. п, где р и n — соответственно число пар полюсов и частота вращения ротора. Быстроходные синхронные генераторы (турбогенераторы) имеют малое число пар полюсов (р = 1, 2), а в тихоходных (гидрогенераторах) р достигает нескольких десятков. Величина эдс регулируется изменением тока в обмотке ротора. В синхронном генераторе малой мощности иногда применяют конструкции, в которых обмотка переменного тока расположена на роторе, а обмотка возбуждения — на статоре. Особый класс синхронных генераторов составляют синхронные генераторы с увеличенным числом пар полюсов — для получения тока повышенной частоты.

Принцип действия синхронного генератора

В генераторах обмотка состоит из большого числа проводов, которые, соединяясь между собой, образуют витки и катушки. Про­стейшим генератором может быть виток из провода / и 2, вращаю­щийся в магнитном поле (рис. 125). Магнитное поле возбуждается I током обмотки возбуждения, помещенной на полюсах статора N —S.

При вращении витка проводники 1 и 2 пересекают магнитные линии магнитного поля полюсов N — S, вследствие чего в витке будет индуктироваться ЭДС. Концы витка соединены с кольцами 3, вращающимися вместе с витком. Если на кольцах поместить неподвижные щетки и соединить их с приемником электрической энергии, то по замкнутой цепи, состоящей из витка, колец, щеток и приемника энер­гии, потечет электрический ток под дей­ствием ЭДС созданной в витке. Полученная в таком простейшем гене­раторе ЭДС будет непрерывно изменяться в зависимости от положения витка в магнитном поле. В момент изображенный на рис. 125, проводники 1 и 2 находятся под середи­нами полюсов и при вращении витка пересекают в единицу време­ни наибольшее число магнитных линий магнитного поля. Следова­тельно, в данный момент индуктируемая в витке ЭДС будет иметь наибольшее значение. В дальнейшем при повороте витка изменится число магнитных линий магнитного поля, пересекаемых в единицу времени провод­никами 1 и 2. В момент, соответствующий повороту витка на 90° в пространстве, проводники витка будут перемещаться в вертикаль­ном направлении, совпадающем с направлением магнитных линий магнитного поля. Следовательно, проводники 1 и 2 не пересекают магнитных линий и ЭДС в витке равна нулю. При повороте витка на угол, больший 90°, изменится направ­ление перемещения этих проводников в магнитном поле, а следо­вательно и направление ЭДС, индуктируемой в витке. Если магнитное поле между полюсами N и S распределяется равномерно, то ЭДС. будет меняться во времени синусоидально. За один оборот витка в пространстве ЭДС, индуктируемая в нем, претерпевает один период изменения. Если виток вращается при помощи какого-либо первичного двигателя с постоянным числом оборотов п в минуту, то в этом витке индуктируется переменная ЭДС с частотой ,где — число пар полюсов машины.

О принципе работы синхронных генераторов: устройство и конструкция ротора

Электрогенератор (альтернатор) электротока переменного типа предназначается для процедуры преобразования кинетической и потенциальной энергии в электроэнергию. Ротор такой машины приводится в движение, а именно вращается, от двигателя первичного типа, в роли которого могут выступать ДВС (топливные двигатели), электродвигатели, турбины.

Внешний вид производственной синхронной генерирующей машины переменного тока модели СГС-14-100-6

Если альтернатор переменного тока характеризуется тем, что частота вращения его ротора совпадает с частотой вращения магнитного поля, то такие машины называются синхронными. Произвести расчет частоты вращения можно по формуле:

n = 60*f/p, где:

• f – частота тока в электросети;
• p – количество пар статорных полюсов.

Часто многие неосведомленные в области электроустановок люди задаются вопросом о том, какой принцип работы синхронного генератора.

Принцип работы СГ

Конструкция генерирующей машины переменного тока достаточна проста. Статор и ротор – это основные компоненты синхронного генератора (СГ).

Принцип действия синхронного генератора на основе взаимодействия магнитных полей статора и ротора

Синхронный альтернатор, в основном, вырабатывает электроэнергию тогда, когда ротор синхронного генератора движется по кругу вместе с магнитным полем, линии которого встречаются в неподвижной обмотке статора. Поле образуется посредством возбуждения дополнительным устройством, например:

• вспомогательным генератором;
• аккумулятором;
• разнообразными энергетическими преобразователями;
• и другими энергоисточниками.

Стоит отметить, что процесс преобразования энергий в СГ может происходить и по-другому – вращающееся части проводникового элемента могут располагаться в обездвиженном магнитном поле. В этом случае возникает трудность токосъема через щеточно-коллекторный узел электрической машины, какой соединяет ротор с цепями ее неподвижной части. Для генераторных машин невысокой мощности подобная схема может успешно применяться. Зачастую она встречается в установках передвижного типа.

В рассматриваемом генераторе продуцируется электродвижущая сила (ЭДС), расчет которой совершается по формуле:

e = 2*π*B*l*w*Dn, где:

• π – константа;
• B – индукция магнитного поля;
• l – длина паза статорного элемента;
• w – число витков в обмотке статорного компонента;
• Dn – диаметр статора внутри.

Электроэнергетика с такими устройствами построена, в основном, на электронапряжении в диапазоне 15 000-40 000 В. Энергообмен через коллектор альтернатора затруднителен. К тому же обмоточная катушка подвижного типа подвергается ударным нагрузкам большой силы и вращательным движениям с попеременной скоростью, что формирует проблематику с изоляционной составляющей. По этой причине якорные элементы производят обездвиженными, так как именно через них пропускается основная масса энергии.

Мощность устройства-возбудителя обычно не превосходит 4-5% от совокупной производительной мощности синхронного генератора – это дает возможность пропускать электроток через динамический узел.

Для информации. В механизмах переменного тока малой мощности (до нескольких кВт) роторный элемент изготавливается с магнитными деталями постоянного типа (ферритовыми, неодимовыми, полимерными магнитопластами и другими). В них не нужно устанавливать подвижные контакты, однако из-за этого существуют трудности с регулировкой выходного напряжения.

Устройство СГ

Статор СГ имеет почти такое же устройство и принцип функционирования, как и у асинхронного варианта. Его железные компоненты компилируются из стальных пластин (сталь применяется электротехнического назначения), которые отделаются друг от друга слоями изоляции. Обмотка переменного электротока располагается в его пазах. Провода обмоток отделяются друг от друга изолирующим слоем и закрепляются надежно, так как через них вводится нагрузка. Ротор может исполняться без выпирающих полюсов либо с ярко выраженными полюсами.

На заметку. Наибольшую популярность имеет трехфазный синхронный генератор, применяемый во многих областях жизнедеятельности человека и предприятий. Однофазные варианты обычно применяется в быту.

Основные типы СГ: а – с ротором, у которого выступают полюса; б – с не явно полюсным ротором

Синхронные генераторы с явно полюсным ротором производятся для тихоходных машин, к примеру, для установок с гидротурбинами. А СГ с не явно полюсными роторами подходят для механизмов переменного тока, вращающихся с высокой скоростью.

Синхронные генерирующие устройства могут работать в двух режимах: двигательном либо генерирующем переменный электроток. Здесь важно то, какой метод охлаждения применяется, так как генерация чего-либо всегда более требовательна. В основном, на вал монтируются крыльчатки, какие охлаждают ротор с двух сторон воздухом, проходящем через фильтрующий элемент. Потоки воздуха в такой системе охлаждения вращаются одни и те же. При работе СГ в усиленном режиме подобная система нежелательна.

Важно! Эффективнее при высоких нагрузках применять в качестве охлаждающего агента водород, какой более чем в 14 раз легче воздуха.

Внутреннее устройство СГ переменного тока

Обмотки рассматриваемого генератора отводятся концами на его распредкоробку. Трёхфазная машина имеет иное соединение обмотки – отвод совершается звездой или треугольником.

Преимущественно все синхронные генерирующие устройства поддерживают синусоидальное переменное электронапряжение. Этого можно достичь посредством изменения формы наконечников на полюсах и особым месторасположением витков в пазах не явно полюсного ротора.

Реакция якоря

В обмотках статорного элемента при присоединении выхода с наружной нагрузкой начинает протекать электроток. Образующееся при этом силовое магнитное поле совмещается с полем, что формируется роторным элементом. Такое взаимодействие полей именуется реакцией якоря.

Реакция якоря в СГ при разнородных видах нагрузки

При активной нагрузке электроток и ЭДС имеют одни и те же фазы. Предельная сила электротока проявляется в тот момент, когда полюса роторного элемента находятся на противоположной стороне от якорных обмоток. Главный магнитный поток и второстепенный поток, который формируется во время реакции якоря, перпендикулярны друг другу, а при сопоставлении формируют увеличенный итоговый поток, что увеличивает в тот момент ЭДС.

Нагрузка индуктивного вида, имея потоки, направленные навстречу друг к другу, наоборот, приводит к значительному снижению электродвижущей силы.

Нагрузка емкостного типа вызывает совмещение потоков, движущихся в одну сторону, итог – увеличение ЭДС.

Любое повышение нагрузки увеличивает влияние реакции якоря на выходное электронапряжение, которое из-за этого изменяется в ту или иную сторону, что крайне нежелательно в электросетях. Практично такой процесс можно контролировать: просто изменять возбудитель, что снизит уровень влияния реакции якоря на главное силовое поле.

Режимы работы СГ

Нормальный режим работы СГ можно охарактеризовать любым числом рабочих периодов, какой угодно длительности, при которых главные параметры не выходят за диапазон допустимых значений. При таком режиме работы допустимы отклонения электронапряжения на выходе и частоты в пределах 4-5% и 2,5% от номинального значения, коэффициентов мощности и тому подобные. Допуски на отклонения задаются нормативными документами и определяются нагревом машин либо же гарантируются фирмой-производителем.

Бытовой топливный синхронный генератор отечественного производства, модель «Интерскол ЭБ-5500» на 5,5 кВт

Нормальные рабочие режимы недопустимы для долгого функционирования устройства при таких обстоятельствах, как перевозбуждение или недовозбуждение, переход в режимы асинхронного типа, перегрузки. На возникновение таких обстоятельств влияют следующие отклонения в электросети:

• неравномерность фазной загрузки;
• короткое замыкание;
• нагрузки попеременного действия.

Стоит отметить, что на нормальное функционирование механизма воздействует подключенная к нему электросеть, в которой любые нарушения работоспособности отдельно взятых источников потребления вызывают искажение формы и несимметрию электросигнала.

Диаграмма мощностей СГ

Важно! Длительная работа генерирующего энергию устройства допустима при разнице токов на фазах турбогенератора до 10% и водяных генераторов, синхронных компенсирующих машин до 15-20%.

Искривление синусоиды на СГ может случаться из-за высокомощных преобразователей, выпрямляющих устройств и прочих.

Необходимо учесть, что нормальное функционирование синхронных устройств возможно только при качественной работе охлаждающей системы. Так, при затратах охлаждающего агента в объеме более 70% от номинального значения, должна срабатывать предупреждающая сигнализация о том, что устройство нужно отключить от сети, в противном случае может произойти выход оборудования из строя. Когда расход охлаждающего агента уменьшается на 50%, то устройство должно разгрузиться порядка двух минут, после чего отключиться за максимум четыре минуты.

Характерные черты СГ

СГ обладают нижеследующими характерными чертами:

• при нулевой нагрузке (холостом ходе), когда якорная обмотка находится в не замкнутом виде, задается зависимость электродвижущей силы от электротоков возбуждения, а также устанавливается значение уровня намагничивания сердечников генератора;
• выходное электронапряжение зависит от нагрузочных электротоков – этот признак является внешней характеристикой СГ;
• регулировочные характеристики синхронной машины проявляются в зависимости возбуждающих электротоков от нагрузочных аналогов при поддерживании установленных параметров на выходе в автоматическом режиме.

Синхронные генераторы нашли широкое применение в промышленности и энергообеспечении, так как имеют простую конструкцию, понятный принцип работы и могут выдерживать кратковременные перегрузки.

Для правильной эксплуатации и проведения ремонтных работ над СГ переменного тока необходимо знать их принцип работы (одинаковое по частоте вращение ротора и магнитного поля) и устройство. Эти знания пригодятся инженерам производственных предприятий и специалистам в области энергетики, а также обычным людям, которые используют подобную технику в бытовых целях.

Видео

Назначение и устройство синхронных генераторов

Категория:

   Передвижные электростанции

Публикация:

   Назначение и устройство синхронных генераторов

Читать далее:

Назначение и устройство синхронных генераторов

Синхронный генератор состоит из двух основных частей: неподвижного статора (якоря) с помещенной в нем обмоткой и подвижного (вращающегося) ротора (индуктора) с обмоткой возбуждения. Назначение обмотки возбуждения состоит в том, чтобы создать в генераторе первичное магнитное поле для наведения в обмотке статора электродвижущей силы (э. д. е)… Если ротор сихронного генератора привести во вращение с некоторой скоростью V и возбудить от источника постоянного тока, то поток возбуждения будет пересекать проводники обмотки статора и в фазах обмотки будут индуктироваться переменные э. д. с. При подключении нагрузки к данной обмотке в ней возникнет вращающееся магнитное поле. Это поле статора генератора будет вращаться в направлении, вращения поля ротора и с такой же скоростью, как поле ротора, в результате чего образуется общее вращающееся магнитное поле.

Скорость вращения магнитного поля синхронного генератора зависит от числа пар полюсов. При заданной частоте чем больше число пар полюсов, тем меньше скорость вращения магнитного поля, т.е. скорость вращения магнитного поля обратно пропорциональна числу пар полюсов. Так, например, при заданной частоте /=50 гц скорость вращения магнитного поля равна 3000 об/мин при числе пар полюсов р= 1, 1500 об/мин при р = 2V 1000 об/мин при р = 3 и т. д.

Статор генератора (рис. 1, а) состоит из сердечника, набранного из тонких листов электротехнической стали. Для ограничения вихревых токов листы стали изолированы пленкой лака толщиной 0,08-0,1 мм и прочно спрессованы в виде пакета, называемого пакетом активной стали. В каждом листе стали, выштампованы фигурные вырезы, благодаря чему в пакете, собранном из таких листов, образуются пазы, в которые и укладывается обмотка. Пазы для повышения электрической прочности обмотки и предохранения ее от механических -повреждений изолированы листами электрокартона с лакотканью или миканита. Пакет активной стали укреплен в чугунной или стальной станине генератора.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Рис. 1. Устройство и схема возбуждения синхронного генератора: а — статор, б — явнополюсный ротор (без обмотки полюсов), в — неявнополюсный ротор; 1 — статор (якорь), 2 — ротор (индуктор), 3- контактные кольца, 4 — полюс, 5 — полюсная катушка индуктора, 6 — возбудитель, 7 — шунтовой регулятор, 8 — щетки

Ротор синхронного генератора конструктивно может быть выполнен явнополюсным и неявнополюсным.

Явнополюсный ротор (рис. 1, б) имеет выступающие или, как говорят, явновыраженные полюсы. Такие роторы применяют в тихоходных генераторах со скоростью вращения не более 1000 об/мин. Сердечники полюсов этих роторов набирают обычно из листов электротехнической стали толщиной 1-2 мм, которые прочно скрепляют в пакет стяжными шпильками. На валу ротора полюсы крепят болтами или при помощи Т-образного хвостовика полюса, укрепляемого в специальных пазах, профре-зерованных в стальном теле ротора.

Обмотку возбуждения наматывают изолированным медным проводом соответствующего сечения. В роторах синхронных генераторов, предназначенных для работы в электроустановках, где в качестве первичных двигателей применяются дизели, предусматривается так называемая успокоительная обмотка. Успокоительная или как еще ее называют демпферная обмотка служит для успокоения свободных колебаний, возникающих при внезапных изменениях режима работы синхронных генераторов (резкие сбросы нагрузки, падение напряжения, изменение тока возбуждения и др. ), особенно в тех случаях, когда несколько генераторов работают параллельно на общую сеть.

Неявнополюсным называют ротор, имеющий вид цилиндра без выступающих полюсов. Такие роторы выполняют обычно двух- или четырехполюсными.

Явнополюсные роторы для быстроходных машин не применяют из-за сложности изготовления крепления полюсов, способных выдерживать большие центробежные усилия.

Неявнополюоный ротор (рис. 1, в) состоит из вала и стальной поковки с профрезерованными в ней пазами, в которые уложена обмотка возбуждения. В остальном неявнополюсный ротор конструктивно выполнен так же, как и явнополюсный.

Конструкция проводников роторной обмотки выбирается в зависимости от типа ротора: для обмоток явнополюсных роторов применяют прямоугольные или круглые изолированные провода, а также голые медные полосы, гнутые на ребро и изолированные полосками миканита; обмотки неявнополюсных роторов выполняют из изолированных витков плоской твердокатаной меди, укладываемых в изолированные пазы роторов.

Концы обмотки ротора (индуктора) выведены и присоединены к контактным кольцам на валу ротора. К индуктору подводится постоянный ток от какого-либо внешнего источника. В качестве источника тока возбуждения синхронных генераторов мощностью до 20 кет применяют полупроводниковые выпрямители, а для более мощных генераторов — специальные машины постоянного тока (возбудители), помещаемые обычно на общем валу с ротором генератора или механически соединяемые с генератором посредством полумуфт. Возбудитель представляет собой генератор постоянного тока, мощность которого, как правило, составляет 1-3% номинальной мощности питаемого им генератора. Номинальное напряжение возбудителей невелико и у синхронных генераторов средней мощности не превышает 150 в. Постоянный ток для возбуждения синхронных генераторов может быть получен с помощью ртутных, полупроводниковых или механических выпрямителей. Для возбуждения синхронных генераторов мощностью до 20 кет чаще всего применяют селеновые или германиевые выпрямители.

Ток возбуждения в проходит от источника до индуктора по следующему пути: источник постоянного тока — неподвижные щетки на контактных кольцах, контактные кольца ротора — обмотки полюсов индуктора. Этот путь показан схематически на рис. 1, а. Синхронный генератор обладает свойством обратимости, т.е. может работать и в качестве электродвигателя, если обмотку его статора присоединить к сети трехфазного переменного тока.

Рекламные предложения:

Читать далее: Схема включения и принцип работы синхронного генератора

Категория: — Передвижные электростанции

Главная → Справочник → Статьи → Форум

Синхронные генераторы — Страница 67

Страница 67 из 106

Устройство и принцип действия

Синхронные машины используют прежде всего в качестве генераторов. Их устанавливают на электрических станциях для преобразования механической энергии в электрическую.

Рис 194. Схемы включении трехфазных асинхронных двигателей и одно фазную сеть

Рис. 195. Рабочие характеристики асинхронного двигатели
Синхронный генератор состоит из неподвижного статора 2 (рис. 196, а), на котором размещаются три обмотки (А X, В Υ, С Ζ), и вращающегося ротора 1 с полюсами, на которых находится обмотка возбуждения ОВ. Постоянный гок, поступающий в обмотку возбуждения, намагничивает ротор, а первичный двигатель вращает его с частотой п. При этом обмотки статора пересекаются магнитным полем и в них индуцируются переменные э. д. с., сдвинутые по фазе на угол 120 . Источником постоянного гока возбуждения /„ является возбудитель небольшой генератор постоянного тока, мощность которого составляет 2 3% мощности грехфазного генератора. Якорь генератора постоянного тока соединен с валом синхронного генератора и приводится во вращение общим первичным двигателем.
При работе первичного двигателя (рис. 196, б) вращается вал ротора 1 и якорь 2. Ток возбуждения Iв проходит от положительного полюса возбудителя через щетку Щ1 и кольцо 3, обмотку возбуждения синхронного генератора 6, кольцо 4, щетку Щ2 к отрицательному полюсу возбудителя.
В некоторых синхронных генераторах для создания магнитного потока используется самовозбуждение. В таких генераторах цепь возбуждения подключают к обмоткам статора 7 через специальный выпрямитель. При вращении ротора 5 в обмотках статора 7 возникает небольшой переменный ток за счет остаточной индукции. Этот ток выпрямляется и, поступая в обмотку возбуждения, усиливает магнитный поток ротора, а следовательно, и э. д. с. генератора. Ротор можно вращать паровой или водяной турбиной или двигателем внутреннего сгорания. В соответствии с этим синхронный генератор называется турбогенератором, гидрогенератором или дизель-генератором.
Частота f вырабатываемого тока прямо пропорциональна частоте вращения первичного двигателя п и числу пар полюсов ротора: f= рп/60. Поэтому тихоходные генераторы, работающие совместно с водяными турбинами, имеют большое число явно выраженных полюсов. Генераторы с неявно выраженными полюсами работают совместно с паровыми турбинами и являются быстроходными.
В каждой обмотке статора наводится э. д. с.

где w — число витков обмотки;
Ф — магнитный поток ротора;
К — постоянный коэффициент обмотки.
Э. д. с. и напряжение генератора регулируют реостатом в цепи обмотки возбуждения генератора постоянного тока. Если увеличить ток возбуждения этого генератора, то увеличатся его напряжение и ток возбуждения Iв синхронного генератора, в результате чего возрастет магнитный поток Ф ротора и индуцируемая э. д. с. Е. К. п. д. синхронных генераторов большой мощности достигает 96—97%.

Рис. 196. Синхронный генератор (а) и его вращающаяся часть (б)

Рис. 197. Трехфазный синхронный генератор (дизель-генератор) :
1 — корпус статора; 2 — сердечник статора; 3 — пазы сердечника статора; 4 — трехфазная обмотка статора; 5 — полюс ротора; 6 — катушка обмотки возбуждения; 7 — генератор постоянного тока

Синхронные генераторы применяют для резервного питания устройств железнодорожной автоматики и телемеханики. Они входят η комплект дизель-генераторных агрегатов (ДГА) (рис. 197), которые используют при неисправности питающих трансформаторных подстанций. При соединении обмоток статора звездой линейное напряжение таких генераторов 380 В, мощность— 12, 24 или 48 кВ-А.

Рис. 198. Схема синхронного генератора с автоматической регулировкой напряжения
Дизель-генераторы снабжены аппаратурой системы самовозбуждения и автоматического регулирования напряжения (рис. 198). Последовательно с нагрузкой включены первичные обмотки трансформатора Т1, а параллельно нагрузке—первичные обмотки трансформатора Т2. Вторичные обмотки этих трансформаторов соединены параллельно и питают выпрямитель В, к которому подключена обмотка возбуждения ОB синхронного генератора. Вторичный ток Ii последовательного трансформатора зависит от тока нагрузки I, вторичный ток Iи параллельного трансформатора — от напряжения нагрузки U. Ток на входе выпрямителя I равен геометрической сумме токов/
Ток возбуждения Iв зависит не только от тока I и напряжения U нагрузки, но и от угла сдвига φ между ними.
Поэтому такую схему называют схемой фазового компаундирования.
Коэффициенты трансформации трансформаторов T1, Т2 и индуктивности L включенных катушек выбирают так, чтобы при любом токе I

и угле φ сохранялось постоянным напряжение генератора U. С возрастанием активной или активно-индуктивной нагрузки увеличиваются токи и э. д. с. Е. В результате автоматически компенсируется действие возрастающего падения напряжения на обмотках статора. Самовозбуждение синхронных генераторов происходит так же, как и в генераторах постоянного тока, за счет остаточного магнетизма. Однако вследствие повышенного сопротивления выпрямителя при малых напряжениях з. д. с. от остаточного магнетизма недостаточна для самовозбуждения. Поэтому принимают ряд мер, улучшающих процесс самовозбуждения. Для этого параллельно выпрямителю В со стороны переменного тока включают резонансный контур, состоящий из конденсаторов. Емкость конденсаторов С выбирают такой, чтобы во время пуска, когда частота вращения ротора п < n1, наступил резонанс напряжений, при котором напряжение на конденсаторах и на входе выпрямителя повысилось. Благодаря этому снижается сопротивление выпрямителя, происходит самовозбуждение. При установившейся частоте вращения ротора п =np условие резонанса нарушается и конденсаторы практически не влияют на работу схемы.

Характеристики.

К основным характеристикам синхронного генератора относятся регулировочные, внешние и характеристики холостого хода. Характеристики снимают с помощью схемы, представленной на рис. 199.
Характеристика холостого хода (рис. 200, а) показывает зависимость э. д. с. Е обмотки статора от тока возбуждения Iв при постоянной частоте вращения п и выключенной нагрузке, т. е. Е=f(Iв) при п —- const; I— const; I — 0.
Ток возбуждения синхронного генератора регулируется реостатом R (см. рис. 199), который включен последовательно с обмоткой возбуждения ОВ. Для измерения тока, напряжения и частоты на выходе генератора включены амперметры (РА1 — РАЗ), вольтметр PV и частотомер Hz. Характеристика холостого хода синхронного генератора подобна кривой намагничивания сердечника ротора.
Внешние характеристики (рис. 200, б) отображают зависимость напряжения генератора U от тока нагрузки / при неизменных токе возбуждения, частоте вращения и коэффициенте мощности, т. е. U =f(I) при Iв — const; п — const и cos φ — const.

Рис. 199. Схема синхронного генератора

Рис. 200. Характеристики синхронного генератора
Если увеличивать нагрузку с преобладанием индуктивности на генераторе, то его напряжение резко снижается (кривая 1). Это объясняется увеличением падения напряжения на обмотках статора и реакцией статора. Реакцией статора называется взаимодействие вращающегося магнитного потока статора с магнитным потоком ротора, которые вращаются с одинаковой скоростью (синхронно). С увеличением нагрузки возрастает магнитный поток обмоток статора, направленный противоположно магнитному потоку ротора. В результате размагничивания ротора снижается э. д. с. и напряжение генератора. Если к генератору подключить только активную нагрузку, то магнитный поток статора будет сдвинут относительно ротора на угол 90°. Размагничивающее действие реакции статора несколько снижается и напряжение генератора изменяется по кривой 2. При нагрузке с преобладанием емкости магнитный поток статора направлен в одну сторону с магнитным потоком ротора. Поэтому напряжение генератора изменяется по кривой 3.
Регулировочные характеристики (рис. 200, в) при активно-индуктивной нагрузке 1, активной нагрузке 2, активно-емкостной нагрузке 3 показывают зависимость тока возбуждения генератора Iв от тока нагрузки  при постоянном напряжении, частоте вращения и коэффициенте мощности. Регулировочные характеристики показывают, как следует изменять ток возбуждения генератора при увеличении тока нагрузки для того, чтобы напряжение генератора U было постоянным.

Что такое синхронная машина? — его Основные принципы

Синхронная машина состоит как из синхронных двигателей, так и из синхронных генераторов. Система переменного тока имеет некоторые преимущества перед системой постоянного тока. Следовательно, система переменного тока используется исключительно для производства, передачи и распределения электроэнергии. Машина, которая преобразует механическую энергию в электрическую энергию переменного тока, называется синхронным генератором или генератором переменного тока. Однако, если та же машина может работать как двигатель, это называется синхронным двигателем .

Синхронная машина — это машина переменного тока, удовлетворительная работа которой зависит от соблюдения следующих соотношений.

Где,

• N _с — синхронная скорость в оборотах в минуту (об / мин)
• f — частота питания
• P — количество полюсов станка.

При подключении к системе электроснабжения синхронная машина всегда поддерживает указанное выше соотношение, показанное в уравнении (1).

Если синхронная машина, работающая как двигатель, не может поддерживать среднюю скорость (N _s ), машина не будет развивать достаточный крутящий момент для поддержания своего вращения и остановится. Тогда говорят, что двигатель не работает.

В случае, когда синхронная машина работает как генератор, она должна работать с фиксированной скоростью, называемой синхронной скоростью, для выработки энергии с определенной частотой. Поскольку все устройства или машины предназначены для работы на этой частоте.В некоторых странах значение частоты 50 герц .

Основные принципы синхронной машины

Синхронная машина — это просто электромеханический преобразователь, который преобразует механическую энергию в электрическую или наоборот. Фундаментальное явление или закон, который делает возможным эти преобразования, известен как Закон электромагнитной индукции и Закон взаимодействия .

Подробное описание приводится ниже.

Закон электромагнитной индукции

Этот закон также называют первым законом электромагнитной индукции Фарадея. Этот закон касается производства ЭДС, т.е. ЭДС индуцируется в проводнике всякий раз, когда он пересекает магнитное поле, как показано ниже:

Закон взаимодействия

Этот закон относится к созданию силы или крутящего момента, т. Е. Всякий раз, когда проводник с током помещается в магнитное поле, за счет взаимодействия магнитного поля, создаваемого проводником с током, и основным полем, сила действует на проводник, создающий крутящий момент.Рисунок показан ниже:

Трехфазная синхронная машина

• Машина, которая используется в бытовых приборах, например, небольшая машина, используемая в воздухоохладителях, холодильниках, вентиляторах, кондиционерах и т. Д.
• Однако большие машины переменного тока являются синхронными машинами трехфазного типа по следующим причинам.
• При одинаковом размере рамы трехфазные машины имеют мощность почти в 1,5 раза больше, чем однофазные.
• Трехфазная мощность передается и распределяется более экономично, чем однофазная.
• Трехфазные двигатели самозапускающиеся (кроме синхронных двигателей).
• Трехфазные двигатели имеют абсолютно равномерный постоянный крутящий момент, тогда как однофазные двигатели имеют пульсирующий момент.

В малой синхронной машине обмотка возбуждения размещена на статоре, а обмотка якоря размещена на роторе, тогда как в большой синхронной машине обмотка возбуждения размещена на роторе, а обмотка якоря — на статоре. .

Принцип работы синхронного двигателя

• Электродвигатель — электромеханическое устройство, преобразующее электрическую энергию в механическую.
• В зависимости от типа подключения электродвигатели обычно подразделяются на два типа: однофазный двигатель и трехфазный двигатель.
• Синхронный двигатель — это трехфазный двигатель, очень похожий на трехфазный генератор переменного тока.
• 3-фазный синхронный двигатель и 3-фазный асинхронный двигатель являются наиболее широко используемыми двигателями переменного тока.
• Синхронный двигатель также называется двигателем с двойным возбуждением.

Синхронный двигатель состоит из двух частей:

Статор : Статор — это обмотка якоря. Он состоит из трехфазной обмотки, соединенной звездой или треугольником, и возбуждается трехфазным источником переменного тока.

Ротор: Ротор — обмотка возбуждения. Обмотка возбуждения возбуждается отдельным источником постоянного тока через контактное кольцо.
Конструкция ротора может быть явнополюсного (выступающий полюс) и невыпадающего полюса (цилиндрический полюс).

Принцип работы синхронного двигателя

• Синхронный двигатель работает по принципу магнитной блокировки .
• Когда два полюса непохожих друг на друга сильных и непохожих магнитов сводятся вместе, между этими двумя полюсами возникает огромная сила извлечения. В таком состоянии два магнита называются магнитно заблокированными .

• Если теперь повернуть один из двух магнитов, другие магниты также будут вращаться в том же направлении с той же скоростью из-за сильной силы притяжения.
• Это явление называется магнитным замком

Для условия магнитной блокировки должны быть два противоположных полюса, и магнитные оси этих двух полюсов должны быть очень близко друг к другу.

• Рассмотрим синхронный двигатель, статор которого намотан на 2 полюса.
• Обмотка статора возбуждается трехфазным питанием переменного тока, а обмотка ротора — постоянным током соответственно. Таким образом, в синхронном двигателе создаются два магнитных поля.
• Когда трехфазная обмотка питается от трехфазного источника переменного тока, создается вращающееся магнитное поле или магнитный поток.
• Это магнитное поле или поток вращается в пространстве со скоростью, называемой синхронной скоростью.
• Вращающееся магнитное поле или вращающийся поток имеет фиксированное соотношение между количеством полюсов, частотой переменного тока и скоростью вращения.
• Вращающееся магнитное поле создает эффект, аналогичный физическому вращению магнитов в пространстве с синхронной скоростью.
• So для вращающегося магнитного поля
  
  Где f = частота питания
  P = количество полюсов

Работа синхронного двигателя

• Предположим, что полюса статора N ₁ и S ₁ , которые вращаются со скоростью N _с , а направление вращения — по часовой стрелке.
• Когда обмотка возбуждения на роторе возбуждается источником постоянного тока, она создает два неподвижных полюса i.e N ₂ и S _{2 .}
• Чтобы установить магнитную блокировку между полюсами статора и ротора, в отличие от полюсов N1 и S2 или N2 и S1 необходимо приблизить друг к другу.
• Поскольку полюса статора вращаются и из-за магнитной блокировки полюса ротора будут вращаться в том же направлении вращающегося магнитного поля, что и полюса статора, с той же скоростью Н _с .
• Следовательно, синхронный двигатель вращается только с одной скоростью, которая составляет , синхронная скорость .
• Синхронная скорость зависит от частоты, поэтому при постоянной частоте питания скорость синхронного двигателя будет постоянной независимо от измененной нагрузки.

Характеристики синхронного двигателя

• Он работает либо с синхронной скоростью, либо не работает совсем. То есть во время бега поддерживает постоянную скорость. Скорость не зависит от нагрузки.
• Он не запускается автоматически. Он должен каким-то образом работать с синхронной скоростью, прежде чем его можно будет синхронизировать с питанием.
• Может работать в широком диапазоне коэффициентов мощности как с отставанием, так и с опережением.
• Он остановится, если во время работы противодействующий крутящий момент превысит максимальный крутящий момент, который может развить машина.
• Скорость синхронного двигателя может регулироваться инверторными блоками.

Применение синхронного двигателя.

Синхронный двигатель находит различное применение для следующих услуг:

• Коррекция коэффициента мощности
• Регулировка напряжения
• Постоянная скорость, приводы с постоянной нагрузкой

Коррекция коэффициента мощности

• Синхронный двигатель с избыточным возбуждением, имеющий ведущий коэффициент мощности, широко используется для повышения коэффициента мощности в тех энергосистемах, в которых используется большое количество асинхронных двигателей.

• Синхронный двигатель с пониженным коэффициентом мощности с низким коэффициентом мощности, применяемый при сварке люминесцентными лампами и т.

Регулирование напряжения

• Напряжение на длинных линиях передачи сильно меняется при наличии большой индуктивной нагрузки.
• Когда линейное напряжение уменьшается из-за индуктивной нагрузки, возбуждение двигателя увеличивается, тем самым повышая его коэффициент мощности, который компенсирует падение напряжения в линии.
• Если линейное напряжение повышается из-за емкостного эффекта линии, возбуждение двигателя уменьшается, что приводит к отставанию его коэффициента мощности, что помогает поддерживать линейное напряжение на его нормальном значении.

Применение постоянной скорости

• Благодаря своему высокому КПД и высокоскоростному синхронному двигателю они хорошо подходят для нагрузок, где требуется постоянная скорость, таких как центробежный насос, воздуходувки, линейный вал, бумажные фабрики и т. Д.

Синхронный двигатель — производство и работа

Синхронный двигатель и асинхронный двигатель — наиболее широко используемые типы двигателей переменного тока. Конструкция синхронного двигателя аналогична генератору переменного тока (генератору переменного тока).Та же синхронная машина может использоваться как синхронный двигатель или как генератор переменного тока. Синхронные двигатели доступны в широком диапазоне, обычно мощностью от 150 кВт до 15 МВт со скоростью от 150 до 1800 об / мин.

Конструкция синхронного двигателя

Конструкция синхронного двигателя (с явнополюсным ротором) показана на рисунке слева. Как и любой другой двигатель, он состоит из статора и ротора. Сердечник статора изготовлен из тонкой кремниевой пластинки и изолирован поверхностным покрытием, чтобы минимизировать потери на вихревые токи и гистерезис.Внутри статора имеются осевые пазы, в которых размещена трехфазная обмотка статора. На статор намотана трехфазная обмотка на определенное количество полюсов, равное полюсам ротора.

Ротор синхронных двигателей в основном является явнополюсным. Питание постоянного тока на обмотку ротора подается через контактные кольца. Постоянный ток возбуждает обмотку ротора и создает электромагнитные полюса. В некоторых случаях также можно использовать постоянные магниты. На рисунке выше очень кратко показана конструкция синхронного двигателя .

Работа синхронного двигателя

Статор намотан на такое же количество полюсов, что и ротор, и питается от трехфазного источника переменного тока. Трехфазный источник переменного тока создает вращающееся магнитное поле в статоре. Обмотка ротора питается от источника постоянного тока, который намагничивает ротор. Рассмотрим двухполюсную синхронную машину , как показано на рисунке ниже.

• Теперь полюса статора вращаются с синхронной скоростью (скажем, по часовой стрелке). Если положение ротора таково, что полюс N ротора находится рядом с полюсом N статора (как показано на первом схематическом рисунке выше), тогда полюса статора и ротора будут отталкиваться друг от друга, и создаваемый крутящий момент будет против часовой стрелки .
• Полюса статора вращаются с синхронной скоростью, они вращаются очень быстро и меняют свое положение. Но очень скоро ротор не сможет вращаться на тот же угол (из-за инерции), и следующая позиция, вероятно, будет второй схемой на рисунке выше. В этом случае полюса статора будут притягивать полюса ротора, и создаваемый крутящий момент будет по часовой стрелке.
• Следовательно, на ротор будет действовать быстро меняющийся крутящий момент, и двигатель не запустится.

Но если ротор вращается до синхронной скорости статора посредством внешней силы (в направлении вращающегося поля статора), и поле ротора возбуждается около синхронной скорости, полюса статора будут продолжать притягиваться. противоположные полюса ротора (поскольку ротор теперь также вращается вместе с ним, и положение полюсов будет одинаковым на протяжении всего цикла). Теперь ротор будет испытывать однонаправленный крутящий момент. Противоположные полюса статора и ротора заблокируются друг с другом, и ротор будет вращаться с синхронной скоростью.

Характерные особенности синхронного двигателя

• Синхронный двигатель будет работать либо с синхронной скоростью, либо не будет работать вообще.
• Единственный способ изменить его скорость — это изменить его частоту питания. (Поскольку Ns = 120f / P)
• Синхронные двигатели не запускаются автоматически. Им нужна некоторая внешняя сила, чтобы приблизить их к синхронной скорости.
• Могут работать при любом коэффициенте мощности, как отстающем, так и опережающем. Следовательно, синхронные двигатели могут использоваться для улучшения коэффициента мощности.

Применение синхронного двигателя

• Поскольку синхронный двигатель может работать как с опережающим, так и с запаздывающим коэффициентом мощности, его можно использовать для повышения коэффициента мощности. Синхронный двигатель без нагрузки с опережающим коэффициентом мощности подключается к энергосистеме, в которой нельзя использовать статические конденсаторы.
• Используется там, где требуется высокая мощность при низкой скорости. Такие как прокатные станы, измельчители, смесители, насосы, насосы, компрессоры и т. Д.

Принцип работы генераторной установки высокого напряжения | by Starlight Generator

Генераторная установка — это устройство для выработки энергии, которое состоит из синхронного генератора, приводной машины, блока управления и вспомогательного устройства.В современных системах бесперебойного электропитания и передачи данных широко используются дизельные генераторные установки средней и большой мощности в качестве резервных источников питания для коммунальных предприятий. Их номинальное выходное линейное напряжение составляет 400 В, фазное напряжение — 230 В, что относится к категории напряжения вторичной распределительной сети, то есть к низковольтному участку в системе передающих сетей Китая. Эти дизель-генераторные установки также можно отнести к группам выработки электроэнергии низкого напряжения.

Основной принцип работы

Основной принцип работы генераторной установки высокого напряжения такой же, как и у генераторной установки низкого напряжения.Обычно дизельный двигатель приводит в действие синхронный генератор для совместной работы при взаимодействии вспомогательного устройства и контроллера для выработки электроэнергии. Выходная мощность низковольтных генераторных установок составляет от десяти до нескольких тысяч кВА, а выходная мощность высоковольтных генераторных установок — более тысячи кВА. Существует также небольшое количество генераторных установок высокого напряжения, в которых для привода синхронных генераторов используются газовые турбины. Однако, независимо от типа двигателя, используемого в качестве приводного станка, скорость их вращения шпинделя должна быть установлена ​​на уровне 1500 об / мин.Это необходимо для того, чтобы трехфазные синхронные генераторы могли излучать переменный ток частотой 50 Гц в секунду в соответствии с национальными правилами.

Катушка обмотки на роторе синхронного генератора генерирует магнитное поле ротора постоянного тока после прохождения постоянного тока, и его сила представлена ​​магнитным потоком Φ. Когда ротор вращается двигателем, магнитное поле ротора перерезает обмотку, встроенную в статор синхронного генератора во время вращения (проволока называется витком на один виток.В каждой обмотке имеется N витков катушки), и два конца обмотки включены. Электродвижущая сила E. Чем сильнее магнитный поток ротора Φ, тем больше число витков катушки N обмотки статора, тем выше генерируемое напряжение. Синхронный генератор имеет три (трехфазные) обмотки статора, а эффективное значение наведенной электродвижущей силы E каждой обмотки составляет: E = 4,44ΦfNK.

Где f — частота выходного напряжения синхронного генератора 50 Гц, K — отношение количества полноповоротной катушки к короткой катушке в обмотке статора, называемое коэффициентом шага, обычно K ≤ 1.Можно видеть, что для того, чтобы заставить синхронный генератор излучать более высокое напряжение, магнитный поток Φ магнитного поля ротора может быть увеличен в двух направлениях, а количество витков N обмотки статора может быть увеличено. По этой технической концепции изготавливаются высоковольтные синхронные генераторы. С постепенным совершенствованием технологии производства двигателей и постоянным появлением новых материалов технические характеристики современных высоковольтных синхронных генераторов становятся все более и более совершенными.

Синхронизация синхронных машин переменного тока | Протокол

Синхронные генераторы

переменного тока являются основой производства электроэнергии на электростанциях по всему миру и часто используются для стабилизации энергосистемы. Согласование последовательности фаз, величин напряжения и частоты синхронного генератора с параметрами мощности в сети очень важно. Если генератор не в фазе с сетью, генератор не может выдавать мощность. Хотя автоматические синхронизаторы используются на крупных электростанциях, здесь демонстрируется простой метод ручной синхронизации.В этом видеоролике будут представлены трехфазные синхронные генераторы и продемонстрированы протоколы регулировки выходного напряжения и частоты для ручной синхронизации генератора с электросетью.

Синхронные машины переменного тока состоят из внутреннего вращающегося сердечника, ротора, и внешнего неподвижного кольца, статора. Магнитное поле ротора стационарно индуцируется приложенным постоянным напряжением. Магнитное поле статора возбуждается трехфазным переменным током, каждая фаза подключена к своему собственному набору катушек статора.Это создает вращающееся магнитное поле постоянной величины и частоты вращения, соответствующее колебаниям тока питающей сети. Магнитные поля статора и ротора связаны, заставляя ротор вращаться с той же скоростью, что и вращающееся магнитное поле статора. Для получения дополнительной информации о характеристиках синхронных машин переменного тока, пожалуйста, посмотрите научно-образовательный видеоролик JOVE «Характеристики синхронных машин переменного тока». Когда синхронная машина работает как генератор энергии, первичный двигатель прикладывает крутящий момент к ротору, что приводит к разнице изгибов между магнитными полями ротора и статора.Если приложенный крутящий момент противодействует движению ротора, машина поглощает реактивную мощность от системы, чтобы вернуть машину в состояние синхронизации. Если приложенный крутящий момент вместо этого увеличивает вращение, вызывая перевозбуждение машины, генератор подает энергию в систему. Можно использовать метод трех ламп для визуального подтверждения того, что генератор выдает мощность с той же величиной напряжения, частотой и последовательностью фаз, что и электросеть. Для синхронных генераторов частота регулируется путем изменения скорости первичного двигателя.Если питание генератора и системы не совпадают по фазе, лампы мигают. Когда напряжение совпадает, нулевой дифференциал вызывает одновременное выключение и включение всех трех ламп. Теперь, когда объяснены основные принципы работы синхронных генераторов, будет продемонстрирована ручная синхронизация синхронного генератора переменного тока с электросетью.

Начните с инициализации двигателя постоянного тока или динамометра в качестве первичного двигателя. Убедитесь, что трехфазный разъединитель, синхронный двигатель и двигатель постоянного тока выключены.При установке Variac на 0% подключите его к трехфазной розетке. Затем подключите установку, как показано. Затем включите трехфазный переключатель на синхронной машине. Наконец, убедитесь, что S1 и три лампы подключены параллельно. Обратите внимание на полярность датчиков цифрового измерителя мощности. Затем убедитесь, что пусковой ход переключается в исходное положение. При выключенном S1 установите RF на максимальное сопротивление. Включите трехфазный выключатель, а затем включите источник постоянного тока высокого напряжения.Затем нажмите кнопку отображения VI на блоке питания, чтобы отобразить рабочее напряжение на токе и отрегулируйте напряжение до 15 вольт. Затем нажмите START на панели питания постоянного тока. Динамометр должен иметь большой переходный ток, потребляемый от источника постоянного тока. Однако, если загорится индикатор превышения тока или индикатор OCT, увеличьте предел превышения тока. Теперь понаблюдайте за медленным вращением синхронной машины. Наконец, увеличьте выходное напряжение источника постоянного тока примерно до 160 вольт и измерьте скорость вращения вала, используя технику стробоскопа.Затем отрегулируйте напряжение питания, чтобы достичь скорости вращения 1800 об / мин. Затем запишите постоянный ток и напряжение.

Теперь синхронизируйте генератор, используя метод трех ламп, с полностью собранным устройством, как показано. Переключите пусковой выключатель на стороне синхронной машины в режим работы и убедитесь, что три лампы горят. Затем итеративно отрегулируйте RF на напряжении питания, чтобы получить напряжение генератора 120 вольт. Установите частоту VG на цифровом измерителе мощности на 60 Гц.Допустимы значения в пределах +/- 2%. Затем немного увеличьте выход Variac до 120 вольт. На этом этапе сеть и генератор вырабатывают 120 вольт с частотой 60 Гц. Запишите показания напряжения, тока и мощности на обоих измерителях мощности, включая знаки + или -. Наконец, используйте схему включения ламп для подтверждения или настройки синхронизации. В методе с тремя лампами, как только достигается желаемое напряжение переменного тока, лампы включаются и выключаются одновременно. Если последовательность фаз A, B, C от сети встречается с последовательностью A, C, B от машины, цикл ламп, так как напряжения на лампах никогда не в сумме равняются нулю на всех трех фазах одновременно.Если вместо этого три лампы переключаются и мерцают не синхронно, то генератор и сеть имеют разные последовательности фаз в наборе ламп. Определите последовательности. Один как ABC, а другой как ACB. Затем, чтобы отрегулировать последовательность, сначала поверните Variac обратно на 0% и нажмите STOP на панели источника питания. После снижения напряжения постоянного тока до 15 вольт, наконец, переключите фазы B и C на стороне генератора. Если все три лампы светятся и тускнеют одновременно, то генератор и сеть имеют одинаковую последовательность фаз и правильно синхронизированы.В противном случае повторите изменение последовательности фаз. В тот момент, когда все индикаторы погаснут, включите переключатель S1. Теперь все огни должны оставаться выключенными, поскольку S1 теперь действует как короткое замыкание на их клеммах. Затем генератор синхронизируется с сетью.

Синхронные машины часто используются в промышленности для стабилизации мощности. Коэффициент мощности машины показывает, может ли машина выдавать реактивную мощность при определенных условиях. Накопление и высвобождение энергии для стабилизации сети.Работая таким образом, машина называется синхронным конденсатором. При использовании ветра в качестве возобновляемого источника энергии ветровая турбина является основным двигателем синхронного генератора. Чтобы предотвратить остановку генератора при высоких нагрузках, углы лопастей ротора турбины регулируются по-разному для оптимизации скорости вращения при переменной скорости ветра. Для передачи генерируемой энергии ветра в сеть ветряные турбины используют интерфейс автоматического синхронизатора для безопасной передачи энергии по линиям электроснабжения.

Вы только что посмотрели введение JOVE в синхронизацию синхронных машин переменного тока. Теперь вы должны понимать, как регулировать выходное напряжение и частоту трехфазных синхронных генераторов. Вручную синхронизируйте генератор с электросетью и измерьте влияние колебаний тока возбуждения и скорости на выходную мощность генератора. Спасибо за просмотр!

Типы, конструкция и принцип работы синхронного генератора или генератора

Типы, конструкция и принцип работы синхронного генератора или генератора

1.Типы генераторов переменного тока

Генераторы переменного тока или синхронные генераторы можно классифицировать разными способами в зависимости от их применения и конструкции. По применению эти машины классифицируются как

1. Автомобильный тип — используется в современных автомобилях.

2. Тип тепловоза — используется в дизель-электровозах.

3. Морской тип — используется на море.

4. Бесщеточный тип — используется на электростанциях в качестве основного источника энергии.

5. Радиогенераторы — используются для передачи низкокачественных радиочастот.

Эти генераторы переменного тока можно разделить по-разному, но сейчас мы обсудим два основных типа генераторов переменного тока, разделенных на категории в соответствии с их конструкцией. Это;

1. Тип явнополюсного типа. Он используется в качестве генератора низкой и средней скорости. Он имеет большое количество выступающих полюсов, сердечники которых прикручены или прикреплены к тяжелому магнитному колесу из чугуна или стали хорошего магнитного качества.Такие генераторы отличаются большим диаметром и малой осевой длиной. Эти генераторы похожи на большое колесо. Они в основном используются для тихоходных турбин, например, на гидроэлектростанциях.

2. Гладкий цилиндрический тип. Он используется для генератора переменного тока с приводом от паровой турбины. Ротор этого генератора вращается с очень высокой скоростью. Ротор состоит из гладкого цельного цилиндра из кованой стали, имеющего ряд пазов, вырезанных с интервалами по внешней периферии для размещения катушек возбуждения.Эти роторы предназначены в основном для 2-х или 4-х полюсных турбогенераторов, работающих при 36000 или 1800 об / мин соответственно.

2. Конструкция и принцип работы генератора переменного тока

Конструкция

Основные части генератора , очевидно, состоят из статора и ротора. Но, в отличие от других машин, в большинстве генераторов генераторы возбуждения вращаются, а катушка якоря неподвижна.

Статор :

В отличие от машины постоянного тока статор генератора переменного тока не предназначен для использования в качестве пути для магнитного потока. Вместо этого статор используется для удержания обмотки якоря. Сердечник статора состоит из пластин из стальных сплавов или магнитного железа, чтобы минимизировать потери на вихревые токи.

Почему обмотка якоря в генераторе переменного тока неподвижна?

При высоких напряжениях легче изолировать неподвижную обмотку якоря, которая может достигать 30 кВ или более.

Высоковольтный выход может сниматься непосредственно со стационарного якоря. В то время как для вращающегося якоря будет большое падение напряжения на контакте с щеткой при более высоких напряжениях, также возникнет искрение на поверхности щетки.

Обмотка возбудителя возбуждения размещена в роторе, что позволяет безопасно передавать низкое постоянное напряжение.

Обмотка якоря может быть хорошо скреплена, чтобы предотвратить деформацию, вызванную высокой центробежной силой.

Ротор:

В генераторе переменного тока используется два типа ротора:

(i) выступающий и (ii) цилиндрический

Тип явнополюсного типа: Ротор явнополюсного типа используется в генераторах переменного тока низкой и средней скорости. Конструкция генератора переменного тока ротора явнополюсного типа показана на рисунке выше. Этот тип ротора состоит из большого количества выступающих полюсов (называемых выступающими полюсами), прикрепленных болтами к магнитному колесу.Эти полюса также ламинированы, чтобы минимизировать потери на вихревые токи. Генераторы с этим типом ротора имеют большой диаметр и короткую осевую длину.

Цилиндрический тип: Роторы цилиндрического типа используются в высокоскоростных генераторах переменного тока, особенно в турбогенераторах. Этот тип ротора состоит из гладкого и прочного стального цилиндра с прорезями по внешней периферии. В эти пазы помещаются обмотки возбуждения.

Принцип работы

Принцип работы генератора очень прост.Это похоже на основной принцип генератора постоянного тока. Это также зависит от закона электромагнитной индукции Фарадея, который гласит, что ток индуцируется в проводнике внутри магнитного поля, когда существует относительное движение между этим проводником и магнитным полем.

Питание постоянного тока на обмотку ротора подается через контактные кольца и щетку. Поняв самый основной принцип генератора переменного тока, давайте теперь разберемся с его основным принципом работы практического генератора переменного тока.При обсуждении основных принципов работы генератора переменного тока мы учли, что магнитное поле неподвижно, а проводники (якорь) вращаются. Но обычно в практической конструкции генератора переменного тока проводники якоря неподвижны, а полевые магниты вращаются между ними. Ротор генератора переменного тока или синхронного генератора механически соединен с валом или лопатками турбины, которые, когда их заставляют вращаться с синхронной скоростью Ns под действием некоторой механической силы, приводят к сокращению магнитного потока неподвижных проводников якоря, размещенных на статоре.Как прямое следствие этого отсечения потока индуцированная ЭДС и ток начинают течь через проводники якоря, которые сначала текут в одном направлении в течение первого полупериода, а затем в другом направлении во втором полуцикле для каждой обмотки с определенной задержкой по времени. 120 ° из-за смещения пространства на 120 ° между ними, как показано на рисунке 3.17. Это конкретное явление приводит к выходу мощности 3φ из генератора, которая затем передается на распределительные станции для бытового и промышленного использования.

основной принцип работы синхронного

Генератор переменного тока — Википедия

В том, что считается первым промышленным использованием переменного тока в 1891 году, рабочие позируют с генератором Westinghouse на гидроэлектростанции Эймса. Эта машина использовалась в качестве генератора, производящего однофазный переменный ток напряжением 3000 вольт и частотой 133 Гц, а также идентичная машина на расстоянии 3 миль использовалась как двигатель переменного тока.

Конструкция и принцип действия — Постоянный магнит.

конструкция и принцип действия Синхронные машины с постоянными магнитами обычно имеют те же рабочие и рабочие характеристики, что и синхронные машины. Машина с постоянными магнитами может иметь конфигурацию, почти идентичную конфигурации обычных синхронных машин, с отсутствием контактных колец и обмотки возбуждения.

Конструкция и принцип работы синхронного генератора

Принцип действия синхронного генератора — электромагнитная индукция. Если существует относительное движение между потоком и проводниками, то в проводниках индуцируется ЭДС.Чтобы понять принцип работы синхронного генератора, рассмотрим два противоположных магнитных полюса, между которыми помещена прямоугольная катушка или виток.

Что такое генератор переменного тока — строительные работы и применение

Он вращается с синхронной скоростью Ie N r = N s и постоянной частотой. Просто это генератор переменного тока, который обычно используется в автомобилестроении. Он также подходит для традиционных энергетических электростанций, например, тепловых атомных гидроэлектростанций и газовых электростанций. Параллельная работа генератора переменного тока Условия для параллельной работы

Принцип работы синхронного двигателя — круговой контур

Принцип работы синхронного двигателя объясняется в этой статье.Когда трехфазное питание подается на статор трехфазного синхронного двигателя, вращающееся поле устанавливается в направлении против часовой стрелки, которое вращается с синхронной скоростью NS = 120f / P.

Принцип работы и конструкция синхронного двигателя.

Принцип работы и конструкция синхронного двигателя. Принцип и работа синхронного двигателя. Когда асинхронный двигатель подключен к трехфазной сети, создается вращающееся магнитное поле; это индуцирует токи в обмотках ротора, создавая крутящий момент.

Электродвигатели переменного тока Принцип действия ресурсов для инженеров. Асинхронные двигатели

: принцип работы Универсальные двигатели Универсальный двигатель — это однофазный двигатель, который может работать как от переменного, так и от постоянного тока. Характеристики одинаковы как для переменного, так и для постоянного тока. Принцип работы синхронного генератора

Electrical Academia

Работа синхронного генератора Когда поле вращается первичным двигателем, в обмотках статора индуцируются напряжения, поскольку они сокращают магнитный поток поля ротора.Обратите внимание, что катушки статора, показанные на рисунках 1 и 2, физически разнесены на 120 единиц. Синхронные двигатели

: применение и принцип работы.

Принцип работы Синхронный двигатель. Синхронные двигатели представляют собой машину с двойным возбуждением, т.е. на нее имеются два электрических входа. Его обмотка статора состоит из трехфазного источника питания трехфазной обмотки статора и постоянного тока для обмотки ротора.

Синхронные машины — Устройство — Принцип работы.

Синхронная машина — важнейший тип электрических машин.Генераторы, имеющиеся на всех электростанциях, являются синхронными машинами и обычно известны как синхронные генераторы или генераторы переменного тока. Синхронные двигатели хорошо известны своей работой с постоянной скоростью и широко используются в промышленности.

Принципы работы синхронных машин — Справочник.

Введение в основные понятия об электроэнергии. Электро-механическая эквивалентность. Трехфазные цепи переменного тока. Основные принципы работы машины. Синхронная машина.Базовая работа синхронной машины. Дополнительная литература

Принцип работы генератора переменного тока Electrical4U

Принцип работы генератора переменного тока очень прост. Это похоже на основной принцип генератора постоянного тока. Он также зависит от закона электромагнитной индукции Фарадея, который гласит, что ток индуцируется в проводнике внутри магнитного поля, когда между этим проводником и магнитным полем происходит относительное движение.

Синхронный двигатель Теория работы и ее построение.

Основной принцип такой же, как и для всех двигателей. Именно взаимная индукция между обмотками статора и ротора обеспечивает работу любого двигателя. Также, когда на трехфазную обмотку подается трехфазное питание, создается магнитный поток постоянной величины, но вращающийся с синхронной скоростью.

Принцип работы генератора переменного тока — StudyElectrical.Com

Устройство, которое вырабатывает трехфазную мощность из механической энергии, называется генератором переменного тока или синхронным генератором. Работа генератора переменного тока основана на том принципе, что при изменении потока, соединяющего проводник, в проводнике индуцируется ЭДС.

Что такое синхронная машина? — его основные принципы.

Основные принципы синхронной машины Синхронная машина — это просто электромеханический преобразователь, который преобразует механическую энергию в электрическую или наоборот. Фундаментальное явление или закон, делающий возможным эти преобразования, известны как Закон электромагнитной индукции и закон взаимодействия.

Электроника: Принцип работы синхронного генератора

Если синхронная машина функционирует как генератор, который должен работать с синхронной скоростью, и ротор задан током возбуждения IF, то на обмотке статора якоря будет индуцированное напряжение холостого хода Eo, которое составляет: Eo = 4.44. Kd. Kp. f. φm. T Volt В состоянии холостого хода ток не течет в ярме статора, поэтому реакция якоря не влияет.

Каков принцип работы синхронного двигателя? — Электродвигатель Quora

в целом представляет собой электромеханическое устройство, которое преобразует энергию из электрической области в механическую. В зависимости от типа входа мы классифицировали его на однофазные и трехфазные двигатели.

Однофазный синхронный двигатель Britannica

Другие статьи, где обсуждается однофазный синхронный двигатель: Электродвигатель: Однофазные синхронные двигатели: В синхронных двигателях из однофазного источника может создаваться вращающееся поле с использованием того же метода, что и для однофазных асинхронных двигателей.Когда основная обмотка статора подключена непосредственно к источнику питания, вспомогательная обмотка может быть подключена через…

Что является принципом синхронного ветра с постоянным магнитом.

Синхронный ветер с постоянными магнитами в основном состоит из ветряной турбины, синхронного двигателя с постоянными магнитами, преобразователя частоты и трансформатора. 1 Основные принципы Основным принципом синхронной ветроэнергетики с постоянными магнитами является использование ветра для приведения лопастей ветряной турбины во вращение и вращения ротора.

Принцип работы синхронного генератора или генератора переменного тока

Статор синхронного генератора представляет собой неподвижный якорь. Он состоит из сердечника и пазов для удержания обмотки якоря, аналогичной якорю генератора постоянного тока. Сердечник статора имеет многослойную конструкцию. Он состоит из специальных стальных штамповок, изолированных друг от друга лаком или бумагой. Ламинированная конструкция в основном предназначена для снижения потерь на вихревые токи. Синхронный двигатель

: принципы работы, типы и применение

Роторы с явнополюсными полюсами используются, когда требуется большее количество полюсов.Конструкция синхронного двигателя и синхронного генератора аналогична. Принцип работы синхронного двигателя. Работа синхронных двигателей зависит от взаимодействия магнитного поля статора с магнитным полем ротора.

Принцип работы синхронного двигателя — YouTube

Это видео посвящено подробной лекции «Принцип работы синхронного двигателя». Из этого видео вы узнаете полное описание принципа работы синхронного двигателя.

Трехфазные асинхронные двигатели — Принцип работы

Каков принцип работы трехфазного асинхронного двигателя? Электродвигатель преобразует электрическую энергию в механическую, которая затем подается на различные типы нагрузок. A.c. двигатели работают от переменного тока. Электродвигатели подразделяются на синхронные однофазные, трехфазные, асинхронные и специальные.

Решено: Синхронный двигатель 1. Опишите основной принцип.

Вопрос: Синхронный двигатель 1. Опишите основной принцип работы синхронного двигателя? 2.Нарисуйте эквивалентную схему синхронного двигателя? Чем он может отличаться от синхронного генератора? . Нарисуйте характеристику крутящего момента-скорости для синхронного двигателя? 4. Синхронный двигатель

— Типы принципа конструкции.

Принцип работы синхронного двигателя. Работа синхронных двигателей заключается в том, что ротор следует за вращающимся магнитным полем статора и вращается со скоростью, приближающейся к нему. Обмотка ротора возбуждается источником постоянного тока, а обмотка статора — источником переменного тока.Рис. 6 — Принцип работы синхронного двигателя Синхронный генератор

: принцип работы конструкции.

Принцип работы синхронного генератора такой же, как у генератора постоянного тока. Он использует закон электромагнитной индукции Фарадея. Он использует закон электромагнитной индукции Фарадея. Этот закон гласит, что когда поток тока индуцируется внутри проводника в магнитном поле, то между проводником также будет относительное движение. Синхронный генератор переменного тока

— конструкция и.

Ротор: В синхронном генераторе переменного тока / генераторе переменного тока используются два типа ротора: i выступающий и ii цилиндрический тип Явнополюсный тип: ротор явнополюсного типа используется в генераторах низкой и средней скорости. Конструкция синхронного генератора переменного тока ротора с явнополюсным типом показана на рисунке выше. Этот тип ротора состоит.

Принцип работы трехфазного синхронного двигателя.

Давайте посмотрим на применение этого принципа в случае синхронного двигателя. Рассмотрим трехфазный синхронный двигатель, статор которого намотан на 2 полюса.Два магнитных поля создаются в синхронном двигателе за счет возбуждения как обмоток статора, так и ротора трехфазным переменным током. питания и постоянного тока поставка соответственно.

Типы конструкции и принцип работы синхронного.

Типы конструкции и принцип работы синхронного генератора или генератора переменного тока. 1. Типы генераторов. Генераторы переменного тока или синхронные генераторы можно классифицировать по-разному в зависимости от их применения и конструкции. По применению эти машины классифицируются как -1.Автомобильный тип — используется в современном автомобиле. 2. назад: медный плавучий двойной тумблер анимированный
следующий: фитнес-оборудование магнитный тонкий массажный пояс

1. Главная
2. железный рудник

основной принцип работы синхронного

.

No related posts.