Sinchroninio generatoriaus darbo ypatumai
5 (100%) 1 vote

Sinchroninio generatoriaus darbo ypatumai

Turinys

Tikslas……………………………………………………………………………………………………..2

Veikimo principas ir sandara…………………………………………………………………..2

Sinchroninio generatoriaus darbo ypatumai…………………………………………….7

Išvada………………………………………………………………………………………………………9

Literatūra……………………………………………………………………………………………….10

Tikslas: Susipažinti su sinchroninio generatoriaus darbo ypatumais.

Sinchroninės mašinos yra tokios kintamosios srovės ma¬šinos, kurių torius sukasi tokia pat kryptimi ir tokiu pačiu greičiu kaip magnetinis laukas, t. y. sinchroniškai. Kaip ir kitos elektros mašinos, sinchroninės mašinos yra inversinės — jos gali dirbti generatoriaus ir variklio režimu

Sinchroninės mašinos plačiausiai naudojamos kaip ge¬neratoriai. Galingi trifaziai sinchroniniai generatoriai yra visose elektrinėse: šiluminėse ir atominėse — turbogeneratoriai, kuriuos suka garo turbinos; hidroelektrinėse — hidrogeneratoriai, kuriuos suka vandens turbinos. Sinchroniniai varikliai yra naudojami rečiau nei asinchroniniai. Daž¬niausiai tai aukštos įtampos galingi varikliai, nors pastaruoju laiku plačiau pradėti naudoti ir žemos įtampos mažos bei vidutinės galios sinchroniniai varikliai.

Veikimo principas ir sandara

Sinchroninės mašinos induktorius paprastai yra nuolati¬nis elektromagnetas. Dažniausiai induktorius yra rotoriuje, o statoriuje yra trifazė inkaro apvija, kurios ritės išdėstomos kaip ir asinchroninėje mašinoje.

1. Generatoriaus režimas. Sukam sinchroninės ma¬šinos (1 pav.) induktoriii pastoviu kampiniu greičiu ω=2πn, kiekvienoje inkaro apvijos ritėje indukuojama kinta¬moji EVJ. Ji yra sinusinė, nes induktoriaus magnetinis lau¬kas sudaromas toks, kad magnetinė indukcija oro tarpe pa¬siskirstytų sinuso dėsniu. Kadangi visos ritės yra vienodos ir išdėstytos 120° kampais, inkaro apvijoje gaunama simetrinė trifazė EVJ sistema: visos trys EVJ yra vienodų amplitudžiu, bet skiriasi 120° faze. EVJ kryptys laidininkuose pažymė¬tos, taikant dešiniosios rankos taisyklę.

Vienoje inkaro apvijos fazėje indukuotos EVJ efektinė vertė E=CE n Ф; čia CE — tai pačiai mašinai pastovus koe¬ficientas, n — induktoriaus sūkių dažnis, Ф — magneti¬nis srautas, kertantis apvijos laidininkus. EVJ dažnį galime apskaičiuoti iš lygties:

f=pn (1)

čia p — induktoriaus polių porų skaičius.

Jei generatoriaus induktorius turi vieną polių porą (p = 1), tai pramoniniam 50 Hz EVJ dažniui gauti indukto¬riaus sūkių dažnis turi būti H = 50 r/s, t. y. 3000 r/min.

Generatoriaus inkaro apvija sujungiama Y arba Δ ir prie jos prijungiami trifaziai imtuvai. Apkrauto generato¬riaus inkaro apvija teka srovės, kurios sudaro sukamąjį mag¬netinį lauką (žr, 11.1.1). Šio lauko sūkių dažnis n0=f / p. Įrašę apvija tekančios srovės dažnį f iš (1) lygybės, tu¬rime:

n = f / p = n (2)

Induktoriaus ir inkaro magnetiniai laukai sukasi tuo pa¬čiu greičiu – sinchroniškai — ir sudaro bendrą generatoriaus sukamąjį magnetinį lauką.

1 pav. Sinchroninės mašinos, dirbančios generatoriaus režimu, sandara (a) ir trifazio

imtuvo jun¬gimo prie Y sujungtos inkaro ap¬vijos schema (b)



2 pav. Sinchroninės mašinos, dirbančios variklio režimu, sanda¬ra (a) ir y sujungtos inkaro

apvijos prijungimo prie trifazio tinklo sche¬ma (b)

2. Variklio režimas. Šiuo atveju sinchroninės mašinos (2 pav.) inkaras yra Y ar Δ prijungiamas prie tri¬fazio tinklo. Kaip ir asinchroninio variklio

statoriuje sudaromas sukamasis magnetinis laukas, kuris sukasi kampiniu greičiu ω0 = 2πn0; čia n0 — lauko sūkių dažnis. Tokį inkaro magnetinį lauką galime įsivaizduoti kaip besisukančius polius. Tarp inkaro ir induktoriaus prie¬šingųjų magnetinių polių susidaro elektromagnetinės traukos jėgos. Kai jos yra pakankamos, induktorius sukasi kartu su inkaro magnetiniu lauku. Bendrą variklio magnetinį lauką su¬daro inkaro ir induktoriaus laukai.

Variklio rotoriaus (induktoriaus) sūkių dažnis yra lygus magnetinio lauko (sinchroniniam) sūkių dažniui:

n = n0=f / p. (2)

Esant pramoniniam tinklo įtampos dažniui (H=50 Hz), didžiausiu greičiu suksis variklis, kurio inkaro apviją suda¬ro trys ritės. Tokio variklio magnetinis laukas turi vieną po¬lių porą (p = 1) ir jo sūkių dažnis n0 = 50r/s, t. y. 3000 r /min.

3. Sinchroninės mašinos sandara. Dažniausiai naudojamos trifazės sinchroninės mašinos, kurių inkaro apvija yra statoriuje, o rotoriuje yra induktorius. Tai elektromag¬netas, kurio žadinimo apvija per žiedus ir šepečius prijungia¬ma prie nuolatinės įtampos šaltinio (3 pav.). Sinchroninės

mašinos, kurių induktorius yra statoriuje, o inkaro apvija — rotoriuje, sutinkamos daug rečiau.

Statoriaus magnetolaidis surenkamas iš izoliuotų feromagnetinės medžiagos lakštų, o jo išilginiuose grioveliuose sude¬dama trifazė inkaro apvija. Toks statorius savo sandara iš principo niekuo nesiskiria nuo asinchroninės mašinos statoriaus. Galingų aukštos įtampos sinchroninių mašinų
statorius turi tam tikrų konstrukcinių ypatumų, nes reikia sudaryti geresnes sąlygas inkaio apvijai aušinti ir pagerinti laidų izoliaciją. Inkaro apvijos ričių skaičius renkamas ir jos

3 pav. Sinchroninės mašinos inkaras — statorius (be apvijos) (a), ryškiapolis (b) ir neryškiapolis (c) induktorius — rotorius

išdėstomos statoriuje taip, kad inkaro magne¬tinio lauko polių porų skaičius būtų toks pat kaip ir induktoriaus.

Induktorius gali būti ryškiapolis arba neryškiapolis. Ryškiapolio induktoriaus-rotoriaus poliai yra pritvirti¬nami prie veleno taip, kad susidarytų feromagnetinės medžia¬gos magnetinė grandinė. Jo žadinimo apvija yra sujungia¬ma tokių būdu, kad induktoriaus N ir S poliai išsidėstytų pakaitomis.

Neryškiapolis induktorius-rotorius yra masyvus plieno cilindras, kurio išilginiuose grioveliuose yra žadinimo ap¬vija. Jos laidininkai sudedami į griovelius taip, kad, tekant apvija žadinimo srovei, susidaro magnetinių linijų sutankėjimai. Taip sudaromi magnetiniai poliai N ir S, kurie iš¬sidėsto pakaitomis.

Sinchroninės mašinos gali būti vadinamos ryškiapolėmis arba neryškiapolėmis pagal rotoriaus tipą. Plačiau¬siai naudojamos ryškiapolės mašinos yra hidrogeneratoriai. Vandens turbinos juos suka palyginti nedideliu greičiu (n0 = 60 —500 r/min). Kad indukuotos EVJ dažnis būtų lygus 50 Hz, hidrogeneratorių magnetinių polių porų skaičius turi būti gana didelis: p = 50 — 6. Galingų (apie 600 MVA) generatorių masė esti artima 1700 t. Jų velenas paprastai tiesiogiai sujungiamas su vandens turbina.

Turbogeneratoriai yra neryškiapolės sinchroninės mašinos. Juos garo turbinos suka dideliu greičiu: n0=1500 —3000 r/min, todėl turbogeneratorių magnetinis laukas turi dvi arba vieną polių porą. Galingų (1500 MVA) turboge¬neratorių rotorius esti 1,3 m skersmens ir 8 m ilgio. Pažy¬mėtina, kad greitaeigių turbogeneratorių santykinė masė yra mažesnė negu lėtaeigių hidrogeneratorių. Pavyzdžiui, šiuolaikinių vidutinės galios (100 — 300 MVA) turboge¬neratorių santykinė masė yra 1,1 — 1,8 kg/kVA, o panašios galios hidrogeneratorių – 4-10 kg/k V A.

Prie sinchroninės mašinos rotoriaus veleno pritvirti¬nami du izoliuoti nuo jo bronziniai kontaktiniai žiedai, sujungti su rotoriaus apvija. Prie jų prispaudžiami ang¬liniai—grafitiniai šepečiai, kurių išvadai yra mašinos gnyb¬tų skydelyje.

Sinchroninių mašinų apvijų išvadai žymimi lotyniškomis raidėmis ir skaitmenimis šitaip. Inkaro (statoriaus) apvija žymima kaip ir asin¬chroninių mašinų: ričių pradžios – U1, Vl, W1; ričių pabaigos — U2, V2, W2. Žadinimo apvija žymima F1-F2. (Senesnių mašinų, pagamintų Tarybų Sąjungoje, apvijos žymimos rusiškomis raidėmis ir skaitmenimis atitinkamai: statoriaus apvija — Cl, C2, C3 ir C4, C5, C6; žadinimo apvija – И l – И 2.)

Galingoms sinchroninėms mašinoms sužadinti yra naudojami nuo¬latinės srovės generatoriai, vadinami žadintuvais. Jų velenas sujungia¬mas su sinchroninės mašinos velenu, ir abi mašinos sukasi kartu. Su¬žadinimui reikalinga galia sudaro 2—3% sinchroninės mašinos galios, todėl galingų sinchroninių mašinų žadintuvai esti taip pat nemažos galios. Vidutinės ir mažos galios sinchroninėms mašinoms sužadinti naudojami trifaziai lygintuvai. Pastaruoju metu taikomos žadinimo sistemos be slankaus kontakto. Jose naudojami du specialūs nedidelės galios sinchroniniai generatoriai ir du trifaziai lygintuvai.

Šiuo metu Jūs matote 30% šio straipsnio.
Matomi 1243 žodžiai iš 4142 žodžių.
Peržiūrėkite iki 100 straipsnių per 24 val. Pasirinkite apmokėjimo būdą:
El. bankininkyste - 1,45 Eur.
Įveskite savo el. paštą (juo išsiųsime atrakinimo kodą) ir spauskite Tęsti.
SMS žinute - 2,90 Eur.
Siųskite sms numeriu 1337 su tekstu INFO MEDIA ir įveskite gautą atrakinimo kodą.
Turite atrakinimo kodą?
Po mokėjimo iškart gausite atrakinimo kodą, kurį įveskite į laukelį žemiau:
Kodas suteikia galimybę atrakinti iki 100 straispnių svetainėje ir galioja 24 val.