Схема синхронного генератора: Схема включения и принцип работы синхронного генератора

Содержание

Схема включения и принцип работы синхронного генератора

Категория:

   Передвижные электростанции

Публикация:

   Схема включения и принцип работы синхронного генератора

Читать далее:



Схема включения и принцип работы синхронного генератора

Схема включения синхронного генератора показана на рис. 1.

Синхронный генератор работает следующим образом. Ротор генератора приводится во вращение первичным двигателем с номинальной скоростью, которая поддерживается постоянной при помощи автоматического регулятора скорости первичного двигателя. Генератор возбуждают, подавая ток возбуждения/в в обмотку ротора.

Если к зажимам работающего синхронного генератора присоединить внешнюю нагрузку, то в обмотке статора появится ток, который создаст свое магнитное поле, называемое потоком обмотки статора. Этот поток делится на две части. Одна часть (поток рассеяния), замыкаясь вокруг проводников статора через его воздушный зазор и пакет, обусловливает возникновение дополнительного индуктивного сопротивления обмотки статора.

Другая часть потока, замыкаясь через воздушный зазор и полюсы ротора, образует вращающееся магнитное поле статора, подобное вращающемуся полю статора асинхронного электродвигателя. Скорость вращения магнитного поля статора будет равна скорости вращения магнитного поля ротора, иначе говоря, эти поля будут вращаться с одинаковой (синхронной) скоростью.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

В синхронном генераторе, работающем под нагрузкой, магнитное поле статора, накладываюсь на основное магнитное поле ротора, создаваемое обмоткой возбуждения, ослабляет или усиливает его. Воздействие намагничивающей силы якоря на магнитное поле возбуждения ротора генератора называется реакцией якоря.

Реакция якоря может быть поперечной или продольной. При поперечной реакции поле статора размагничивает набегающий край полюсов и намагничивает сбегающий край полюсов. Продольная реакция может быть продольно-размагничивающей или продольно-намагничивающей. В первом случае магнитный поток якоря направлен навстречу потоку полюсов вдоль их оси, во втором случае согласно потоку полюсов также вдоль их оси.

Рис. 1. Схема включения синхронного генератора в сеть с нагрузкой: 1 — статор, 2 — ротор, 3 — возбудитель, 4 — шунтовой регулятор, 5 — электродвигатель, 6 — лампы

Реакция якоря зависит от характера нагрузки и оказывает большое влияние на работу синхронного генератора. При чисто активной нагрузке реакция якоря будет поперечной, а при чисто индуктивной и чисто емкостной нагрузках — соответственно продольно-размагничивающей и продольно-намагничивающей. Обыч-нЪ генераторы работают на смешанную нагрузку, чаще всего на индуктивную и активную.

Регулирование тока в обмотке возбуждения (в обмотке индуктора) генератора осуществляют при помощи шунтового регулятора (реостата), включенного в цепь возбуждения возбудителя. Изменяя напряжение возбудителя, можно изменять силу тока в индукторе генератора. Сущность данного способа регулирования заключается в том, что изменение тока в обмотке возбуждения ротора вызывает изменение э. д. е., индуктируемой в обмотке статора.

При этом с увеличением тока в обмотке возбуждения э. д. е., индуктируемая в обмотке статора, также увеличивается.

Необходимость регулирования тока возбуждения вызывается частыми изменениями характера и величины нагрузки.

Рекламные предложения:


Читать далее: Параллельная работа синхронных генераторов

Категория: — Передвижные электростанции

Главная → Справочник → Статьи → Форум


Возбуждение синхронных генераторов



Обмотки роторов синхронных генераторов получают питание от специальных источников постоянного тока, называемых возбудителями.

Мощность возбудителей составляет 0,3-1% мощности генератора, а номинальное напряжение — от 100 до 650 В. Чем мощнее генератор, тем обычно больше номинальное напряжение возбуждения.

Современные схемы возбуждения кроме возбудителя содержат большое количество вспомогательного оборудования. Совокупность возбудителя, вспомогательных и регулирующих устройств принято называть системой возбуждения.

Электрическое соединение возбудителя с обмоткой ротора генератора выполняется преимущественно при помощи контактных колец и щеток. Созданы и применяются бесщеточные системы возбуждения.

Системы возбуждения должны быть надежными и экономичными, допускать регулирование тока возбуждения в необходимых пределах, быть достаточно быстродействующими, а также обеспечивать потолочное возбуждение при возникновении аварии в сети.

Регулируя ток возбуждения, изменяют напряжение синхронного генератора и отдаваемую им в сеть реактивную мощность. Регулирование возбуждения генератора позволяет повысить устойчивость параллельной работы.

При глубоких снижениях напряжения, которые имеют место, например, при коротких замыканиях, применяется форсировка (быстрое увеличение) возбуждения генераторов, что способствует прекращению электрических качаний и сохранению устойчивости параллельной работы генераторов. Кроме того, быстродействующее регулирование и форсировка возбуждения повышают надежность работы релейной защиты и облегчают условия самозапуска электродвигателей собственных нужд электростанций.

Рис.1. Изменение напряжения возбуждения при форсировке

Важнейшими характеристиками систем возбуждения являются: быстродействие, определяемое скоростью нарастания напряжения на обмотке ротора при форсировке V = 0,632(Uf,пот — Uf,ном) / U

f,номt1 (рис.1), и отношение потолочного напряжения к номинальному напряжению возбуждения Uf,пот / Uf,ном = kф — так называемая кратность форсировки.

Согласно ГОСТ турбогенераторы должны иметь kф≥2, а скорость нарастания возбуждения не менее 2 1/с. Кратность форсировки для гидрогенераторов должна быть не менее 1,8 для коллекторных возбудителей, соединенных с валом генератора, и не менее 2 для других систем возбуждения. Скорость нарастания напряжения возбуждения должна быть не менее 1,3 1/с для гидрогенераторов до 4 MBА включительно и не менее 1,5 1/с для гидрогенераторов больших мощностей.

Для мощных гидрогенераторов, работающих на дальние электропередачи, к системам возбуждения предъявляется более высокое требование (kф=3-4, скорость нарастания возбуждения до 10Uf,ном в секунду).

Обмотка ротора и системы возбуждения генераторов с косвенным охлаждением должны выдерживать двукратный по отношению к номинальному ток в течение 50 с. Для генераторов с непосредственным охлаждением обмоток ротора это время сокращается до 20 с, для генераторов 800-1000 МВт принято время 15 с, 1200 МВт — 10 с (ГОСТ533-85Е).

Системы возбуждения генераторов можно разделить на две группы: независимое возбуждение и самовозбуждение (зависимое возбуждение).

К первой группе относятся все электромашинные возбудители постоянного и переменного тока, сопряженные с валом генератора. Вторую группу составляют системы возбуждения, получающие питание непосредственно от выводов генератора через специальные понижающие трансформаторы. К этой группе могут быть отнесены системы возбуждения с отдельно установленными электромашинными возбудителями, приводимыми во вращение электродвигателями переменного тока, которые получают питание от шин собственных нужд электростанций.

Независимое возбуждение генераторов

Независимое возбуждение генераторов получило наибольшее распространение. Основное достоинство этого способа состоит в том, что возбуждение синхронного генератора не зависит от режима электрической сети и поэтому является наиболее надежным.

На генераторах мощностью до 100 МВт включительно применяют, как правило, в качестве возбудителя генератор постоянного тока, соединенный с валом синхронного генератора (рис.2).

Рис.2. Принципиальная схема независимого электромашинного возбуждения генератора

Возбуждение самого возбудителя выполнено по схеме самовозбуждения (обмотка возбуждения возбудителя LGE питается от якоря самого возбудителя). Регулирование возбуждения возбудителя осуществляется вручную шунтовым реостатом RR, установленным в цепи LGE, или автоматически регулятором возбуждения АРВ.

Недостатки системы возбуждения с генератором постоянного тока определяются в основном недостатками самого возбудителя. Одним из недостатков является сравнительно невысокая скорость нарастания возбуждения, особенно у возбудителей гидрогенераторов, которые имеют низкую частоту вращения (V=1-2 1/с).

Другой недостаток рассматриваемой системы возбуждения характерен для турбогенераторов, имеющих большую частоту вращения. Он обусловлен снижением надежности работы генератора постоянного тока из-за вибрации и тяжелых условий работы щеток и коллектора (условий коммутации).

Для турбогенераторов мощностью выше 165 МВт мощность возбуждения становится настолько значительной, что выполнить надежно работающий генератор постоянного тока на частоту вращения 3000 об/мин по условиям коммутации становится затруднительным.

Для снижения частоты вращения возбудителя с целью повышения надежности его работы иногда выполняют соединение возбудителя с валом генератора через редуктор. Такая система была применена для ряда турбогенераторов, в том числе и для генераторов ТГВ-300 и ТВМ-300. Недостатком этой системы возбуждения является наличие дополнительной механической передачи.

Для возбуждения крупных генераторов в СССР применяются системы возбуждения с полупроводниковыми выпрямителями.

В системе возбуждения с использованием полупроводниковых выпрямителей с валом турбогенератора сочленен вспомогательный генератор, напряжение которого выпрямляется и подводится к обмотке ротора турбогенератора (рис.3).

Рис.3. Принципиальная схема высокочастотного возбуждения турбогенератора

В качестве вспомогательного генератора применяется высокочастотный генератор индукторного типа. Такой генератор не имеет обмотки на вращающемся роторе, что повышает его надежность в эксплуатации. Повышенная частота (500 Гц) позволяет уменьшить габариты и повысить быстродействие системы возбуждения.

Индукторный высокочастотный генератор-возбудитель ВГТ имеет три обмотки возбуждения, расположенные вместе с трехфазной обмоткой переменного тока на неподвижном статоре. Первая из них LGE1 включается последовательно с обмоткой ротора основного генератора LG и обеспечивает основное возбуждение ВГТ. Благодаря включению LGE1 последовательно с обмоткой ротора основного генератора обеспечивается резкое увеличение возбуждения ВГТ при коротких замыканиях в энергосистеме вследствие броска тока в роторе. Обмотки IGE2 и LGЕЗ получают питание от высокочастотного подвозбудителя GEA через выпрямители. Подвозбудитель (высокочастотная машина 400 Гц с постоянными магнитами), как и вспомогательный генератор ВГТ, соединен с валом турбогенератора.

Регулирование тока в LGE2 и LGE3 осуществляется с помощью двух устройств — соответственно регуляторов электромагнитного типа АРВ (автоматический регулятор возбуждения) и УБФ (устройство бесконтактной форсировки возбуждения).

Устройство АРВ обеспечивает поддержание напряжения генератора в нормальном режиме работы изменением тока в обмотке LGE2. Устройство УБФ обеспечивает начальное возбуждение генератора и его форсировку при снижении напряжений более чем на 5%.

Высокочастотная система возбуждения обеспечивает kф=2 и скорость нарастания напряжения возбуждения не менее 2 1/с.

Рис.4. Принципиальная схема независимого тиристорного возбуждения генераторов

Принципиальная схема системы независимого тиристорного возбуждения (ТН) представлена на рис.4. На одном валу с генератором G располагается синхронный вспомогательный генератор GE, который имеет на статоре трехфазную обмотку с отпайками. В схеме, показанной на рис.4, имеются две группы тиристоров: рабочая VS1 и форсировочная VS2. На стороне переменного тока они включены на разное напряжение, на стороне постоянного тока — параллельно. Возбуждение генератора в нормальном режиме обеспечивает рабочая группа тиристоров VS1, которые открываются подачей на управляющий электрод соответствующего потенциала.

Форсировочная группа при этом почти закрыта. В режиме форсировки возбуждения тиристоры FS2, питающиеся от полного напряжения вспомогательного генератора, открываются полностью и дают весь ток форсировки. Рабочая группа при этом запирается более высоким напряжением форсировочной группы.

Рассмотренная система имеет наибольшее быстродействие по сравнению с другими системами и позволяет получить kф>2. Системы независимого тиристорного возбуждения нашли широкое применение. Ранее, до освоения отечественной промышленностью производства тиристоров достаточной мощности, по аналогичным схемам выполнялись схемы ионного независимого возбуждения (ИН), где применялись ртутные вентили с сеточным управлением.

Все генераторы с рассмотренными выше возбудителями имеют специальную конструкцию для подвода тока к обмотке ротора. Она представляет собой контактные кольца на валу ротора, к которым ток подводится с помощью щеток. Такая контактная система недостаточно надежна. Этот недостаток особенно проявляется при токах возбуждения 3000 А и более (генераторы мощностью 300 МВт и больше).

Перспективной, особенно для турбогенераторов большой мощности, является система бесщеточного возбуждения, не обладающая указанными недостатками. В этой системе возбуждения, сущность которой поясняет рис. 5, нет подвижных контактных соединений.

Рис.5. Принципиальная схема бесщеточного возбуждения генераторов

Источником энергии для питания обмотки ротора LG является вспомогательный синхронный генератор GE. Этот генератор выполнен по типу обратимых машин, т.е. обмотка переменного тока расположена на вращающейся части, а обмотка возбуждения неподвижна. Возбуждение генератора GE осуществляется от возбудителя GEA.

Ток от вращающейся обмотки переменного тока вспомогательного генератора подводится через проводники, закрепленные на валу, к вращающемуся полупроводниковому (обычно кремниевому) выпрямителю. Выпрямленный ток подводится непосредственно к обмотке возбуждения основного генератора.

Регулирование тока возбуждения в обмотке ротора LG производится изменением тока в обмотке возбуждения вспомогательного генератора LGE.

Вращающийся полупроводниковый преобразователь VD снаружи закрывается звукопоглощающим кожухом.

Система бесщеточного возбуждения интенсивно совершенствуется и является перспективной для генераторов всех типов, особенно для турбогенераторов большой мощности (300-1200 МВт).

Системы самовозбуждения

Системы самовозбуждения менее надежны, чем системы независимого возбуждения, поскольку в них работа возбудителя зависит от режима сети переменного тока. Короткие замыкания в сети, сопровождающиеся понижением напряжения, нарушают нормальную работу системы возбуждения, которая именно в этих случаях должна обеспечить форсировку тока в обмотке ротора генератора.

Рис.6. Принципиальная схема зависимого электромашинного возбуждения

Принципиальная схема возбуждения синхронного генератора с электромашинным возбудительным агрегатом показана на рис.6. Возбудительный агрегат состоит из асинхронного двигателя М, питающегося от шин собственных нужд электростанции и генератора постоянного тока GE. Для повышения надежности работы возбудительного агрегата при форсировке возбуждения асинхронный двигатель, вращающий возбудитель GE, выбирается с необходимой перегрузочной способностью.

Такие возбудительные агрегаты получили широкое распространение на электростанциях в качестве резервных источников возбуждения.

Рис.7. Принципиальная схема полупроводникового самовозбуждения

Один из возможных вариантов схем самовозбуждения с полупроводниковыми преобразователями представлен на рис.7.

Основными элементами схемы являются: две группы полупроводниковых преобразователей — неуправляемые вентили VD и управляемые VS, трансформатор силового компаундирования ТА и выпрямительный трансформатор ТЕ.

Неуправляемые вентили VD получают питание от трансформаторов ТА, вторичный ток которых пропорционален току статора генератора, управляемые вентили VS получают питание от трансформатора ТЕ, вторичное напряжение которого пропорционально напряжению генератора.

Вентили VD, ток которых пропорционален току статора генератора, обеспечивают возбуждение машины при нагрузке и форсировку возбуждения при коротких замыканиях. Мощность вентилей VS рассчитывают таким образом, чтобы она была достаточна для возбуждения генераторов на холостом ходу и для регулирования возбуждения в нормальном режиме. В номинальном режиме неуправляемые вентили обеспечивают 70-80% тока возбуждения генератора. При надлежащем выборе параметров система полупроводникового самовозбуждения по своим свойствам приближается к системе независимого тиристорного (ионного) возбуждения и поэтому применяется на мощных синхронных машинах. Ранее промышленность широко выпускала системы ионного самовозбуждения с ртутными вентилями.



Схема регулирования синхронного генератора — Энциклопедия по машиностроению XXL

Рис. 18. Принципиальная схема регулирования синхронного генератора в передаче переменно-постоянного тока

Обмотки возбуждения генератора и двигателей питаются энергией от синхронного генератора через магнитно-тиристорные усилители (МТУ), выполненные по двух-пульсной схеме в виде взаимозаменяемых блоков. Блок регулирования возбуждения генератора дозволяет водителю регулировать скорость движения машины путем изменения величины задающего сигнала 1 с помощью сельсина-датчика СД. При снижении частоты вращения вала дизельного двигателя, например при отборе мощности на гидропривод вспомогательных механизмов, уменьшается мощность генератора. Для этого в цепи задающего сигнала 1 установлен резонансный контур РК,  [c.60] Схема с магнитным усилителем может служить примером каскадной схемы — регулирование здесь перенесено с цепи возбуждения генератора Г на цепь возбуждения его возбудителя В, в связи с чем здесь имеется дополнительная электрическая машина малой мощности — синхронный подвозбудитель СПВ. Принципиально каскад может быть построен и в схеме с управляемыми выпрямителями возбуждения.  [c.19]
Эта схема по сравнению со схемами, использующими возбудители с расщепленными полюсами, имеет ряд преимуществ. Прежде всего автоматическое регулирование пускового тока на каждом положении контроллера. Для расширения диапазона регулирования пускового тока на низших позициях дополнительно снижено возбуждение тахогенератора Т и синхронного генератора СГ. Схема позволяет ограничивать максимальное напряжение тягового генератора, которое не допускает повышения напряжения при боксовании колес, проверке схемы и др. Практически отсутствует влияние нагрева обмоток и гистерезиса на режим работы тягового генератора.  [c.202]

Если динамический заброс частоты вращения оказывается слишком большим (см. выше), то срабатывает защита турбины, вызывающая закрытие ее стопорных каналов. Если при этом турбоустановка выполнена по блочной схеме, автоматика блока прекращает подачу топлива в котел. Последующий пуск блока даже при условии, что неполадка, вызвавшая сброс нагрузки, будет ликвидирована очень быстро, требует значительного времени. Поэтому к системе регулирования предъявляют требование обеспечить переход турбины на холостой ход настолько быстро, чтобы заброс частоты вращения не превысил 7—8 % номинальной. При этом котел останется в работе и примерно через 1 мин турбоагрегат достигнет частоты вращения, соответствующей статической характеристике. В случае необходимости повторного пуска оператору достаточно снизить с помощью МУТ частоту вращения до синхронной, включить генератор в сеть и набрать нагрузку.  [c.159]

Регистрация модуля и фазы (схема А). Сигналы поступают на идентичные сопровождающие узкополосные фильтры 12, перестраиваемые синхронно с генератором 1 и управляемые его сигналами. Выход канала силы подается на регулирующий вход в генератора 1. Через него осуществляется такое регулирование (компрессия)  [c.324]

Регулирование генератора в передаче переменно-постоянного тока, так же как в схемах постоянного тока, сосредоточено в узле возбуждения генератора (рис. 18). Питание обмоток возбуждения осуществляется от синхронного возбудителя СВ. По пути в цепь возбуждения тягового генератора С Г происходит выпрямление тока и его регулирование. В системе автоматического регулирования использован ряд элементов, освоенных в системах постоянного тока магнитные усилители ТПТ и ТПН для отбора сигналов пог напряжению генератора и по току его нагрузки, датчик БЗВ для установления уровня напряжения по позициям управления, индуктивный датчик ИД для связи регулирования генератора и дизеля.  [c.17]

Необходимо дальнейшее исследование и синхронных двигателей для нерегулируемых и регулируемых электроприводов. Возможность асинхронного пуска и затем регулирование возбуждения в синхронных двигателях позволяет использовать их для работы при ударной нагрузке. Много таких двигателей используется в качестве привода генераторов, питающих двигатели прокатных станов. Автоматическое регулирование тока возбуждения в момент преодоления пика нагрузки приводит к тому, что синхронный двигатель не выпадает из синхронизма. Обладая специфическими свойствами повышения коэффициента мощности при высоких энергетических показателях, синхронный двигатель может, в отличие от асинхронного, обеспечить высокую жесткость механических характеристик в широком диапазоне скоростей при изменении частоты питающего тока. Таким образом, представляют большой интерес вопросы экономического частотного регулирования скорости и автоматического регулирования возбуждения синхронных двигателей для приводов с ударной нагрузкой. Регулирование скорости синхронного двигателя, так же как и асинхронного, можно осуществить посредством схем с применением тиристоров. Дальнейшие исследования и разработка научной методики расчета переходных процессов в синхронных двигателях являются весьма актуальными.  [c.226]


В качестве примера на рис. 13 приведена принципиальная схема узла регулирования возбуждения генератора на тепловозах ТЭЮ и ТЭП60 первых лет их выпуска. Возбудитель генератора Г — трехфазный синхронный генератор СВ. Обмотка Я—ЯЯ получает питание от СВ через амплистат А В. Амплистат представляет собой трехфазный магнитный усилитель, рабочая обмотка которого включена на выходные зажимы синхронного возбудителя. В рабочих обмотках амплистата происходит и выпрямление тока по пути входа его в обмотку возбуждения регулируемого генератора.[c.14]

Центральный узел системы, осуществляющий заданный закон регулиро-вания возбуждения генератора, новый. Роль, которую в ранее рассмотренных V и тeмax (см. рис. 13) играет амплистат АВ в схеме (см. рис. 18), выполняет управляемый выпрямительный блок У ВВ. Эта замена не является специфич-%Г ной для системы регулирования передачи переменно-постоянного тока, так » как синхронный генератор возбуждается постоянным током, так же как гене- . ратор постоянного тока.  [c.17]

На рис. 5.9 приведена электрическая схема вентильного сварочного генератора ГД-312 с самовозбуждением, который состоит из индукторного пульсационного синхронного генератора повышенной частоты и бесконтактного выпрямительного устройства, собранного на неуправляемых вентилях 1…У6 по трехфазной мостовой схеме выпрямления. При пуске, когда генератор не нагружен, а его вал начал вращаться, на зажимах обмотки статора появляется напряжение порядка 7…8 В. Трансформатор Т1 повышает это напряжение, и после выпрямления оно подается на зажимы обмотки возбуждения. Генератор самовозбужда-ется до напряжения холостого хода, которое регулируют резистором Ю. При нагрузке ток проходит через первичную обмотку трансформатора Т2 и через вентиль У9 дополнительно питает обмотку возбуждения. В вентильном генераторе осуществляется ступенчато-плавное регулирование силы сварочного тока с помощью выключателей 5 и резистора Я2. Техническая характеристика агрегата АДБ-318 с вентильным генератором ГД-312 приведена на с. 128,  [c.125]

Мостовые выпрямительные схемы однофазного тока могут быть и несимметричными. В таких схемах в два плеча включаются управляемые вентили, а в два других — обычные неуправляемые вентили. Несимметричный управляемый выпрямитель применен в качестве усилителя УВВ (рис. 8) в системе регулирования возбуждения синхронного генератора тепловоза ТЭ109.  [c.20]

Электромагнитные схемы управления тиристорными выпрямителями относительно просты и обладают достаточным быстродействием. Однако они включают нестандартные элементы (пик-трансформаторы, быстродействующие магнитные усилители и т. п.), что усложняет и удорожает их разработку и серийный выпуск. Применение электромагнитной системы для управления выпрямителем возбуждения БУВ на тепловозе ТЭ109 объясняется необходимостью-формирования сложного закона регулирования напряжения возбуждения синхронного генератора по нескольким управляющим сигналам. По своей структуре блок управления выпрямителем БУВ-относится к магнитно-полупроводниковым аппаратам и рассматривается в гл. П1.  [c.23]

Жесткая обратная связь создается непосредственным подключением выпрямленного напряжения СГ в цепь его возбуждения (рис. 167,6) или через трансформаторный преобразователь. Сигналы обратной связи по скорости V, току обмотки якоря /я и возбуждению /в тяговых электродвигателей подаются в блок управления возбуждением БУВ. Выходным сигналом, сформированным в блоке, является угол регулирования а включения тиристоров управляемого выпрямителя УВВ. Напряжение возбуждения О вг синхронного генератора в узле УС сравнивается с сигналом, подаваемым жесткой обратной связью. Сигнал рассогласования поступает в обмотку возбуждения СГ. Схема ЭТ без балластного резистора применена, на тепловозах 2ТЭ121 и ТЭП70.  [c.278]

По осциллограммам определяются углы регулирования и коммутации. В настоящее время пока еще не удалось построить достаточно простую модель двух включенных параллельно схем . выпрямления. В этом состоит недостаток приведенной выше схемы модели. Однако в независимой системе возбуждения синхронных генераторов можно считать с небольшим приближением, чго нормальные режимы определяются в основном рабочей группой вентилей, а переходные режимы — форсировочной группой вентилей. Иными словами, в принципе до- нустимо проводить анализ основных режимов двух включенных параллельно схем систем возбуждения с помощью модели с одной группой вентилей. О хорошем качестве работы модели можно судить по осциллограммам, показанным на рис. 78, из которых видно, что углы регулирования и коммутации, а также форма токов и напряжений в различных фазах практически совпадают. Задача построения модели для испытания систем возбуждения значительно упрощается, если в системе возбуждения используются схемы выпрямления с одной группой неуправляемых вентилей (бесщеточная и высокочастотные системы). В таких системах АРВ главного генератора воздействует на систему возбуждения индукторного генератора. Из структурной схемы модели исключаются соответствующие элементы, а управляемые маломощные тиристоры заменяются диодами.  [c.177]

Схема регулирования возбуждения тягового генератора представляет собой замкнутую систему автоматического регулирования напряжения, тока и мощности тягового генератора Г (рис. 79). Синхронный подвозбуднтель СПВ вырабатывает напряжение переменной частоты, пропорциональное частоте вращения вала дизеля. Тахометрический блок ТБ преобразует частоту напряжения синхронного подвозбудителя в пропорциональное ей напряжение и передает сигнал задания в амплистат АВ.  [c.112]


Ввиду неравномерного использования электроэнергии в течение суток, недели, месяца и года возникает необходимость в частых остановах и последующих пусках энергоблоков. При останове энергоблока и отключении генератора 3 и турбины 2 значительные расходы пара, аккумулированного в котле / (рис. 4, а), надо быстро сбросить помимо турбины 2 (через байпас) в конденсатор 4. Если в котле имеется промежуточный перегреватель 7, установленный в зоне высоких температур, то, байпасируя цилиндр высокого давления (ЦВД) турбины, пар направляют через редукционно-охладительную установку 6 (РОУ) на охлаждение промежуточного перегревателя. Затем пар подают в конденсатор через РОУ 5. Энергоблоки с такой схемой байпасирования турбины получили название двухбанпасных. Наличие байпасных паропроводов с арматурой и системами регулирования, которые должны срабатывать быстро и синхронно, усложняет работу энергоблока.  [c.7]

Linz Electric — синхронные генераторы Linz Electric (Линз Электрик, Италия)

Модельный ряд синхронных генераторов Linz Electric серии PRO35

Частота 50 Гц, напряжение 400 В, частота вращения 1500 об. /мин, Cos φ 0,8

Синхронные генераторы (Италия) Linz Electric серии PRO35 представлены 7 моделями мощностью 360 — 640 кВт / 450 — 800 кВА (номинальная сила тока 648 — 1152 A)
Характеристики генераторов Linz Electric PRO35:
  • 4 полюса, 3-х фазный переменный электрический ток
  • частота тока 50 Гц, напряжение 400 / 230 В
  • бесщеточные, одноопорные (1 подшипник)
  • система возбуждения: независимое возбуждение (аналог AREP от Leroy-Somer)
  • автоматический регулятор напряжения (AVR): HVR-30, 3-фазное считывание выходного напряжения
  • точность регулирования напряжения: ±1%
  • максимальная нагрузка, относительно номинальной мощности: до 1 часа (каждые 6 ч) — 110% до 2 минут — 150% до 10 секунд – 300%
  • допустимый ток короткого замыкания: 300% (3 х Inom), 10 с
  • обмотки генератора: 12 проводов, «шаг 2/3», схема соединения – «звезда», тропическая пропитка всех обмоток
  • уровень защиты IP23
  • изоляция материалом класса H
  • ресурс работы: 100
Руководство пользователя — синхронные электрогенераторы Linz Electric PRO35

XXV.

Охрана труда при выполнении работ на генераторахи синхронных компенсаторах 

25.1. Вращающийся невозбужденный генератор с отключенным устройством автомата гашения поля (далее — АГП) должен рассматриваться как находящийся под напряжением (за исключением случая вращения от валоповоротного устройства).

25.2. При испытаниях генератора установка и снятие специальных закороток на участках его схемы или схемы блока должны выполняться после их заземления. Установку и снятие специальных закороток при рабочей частоте вращения разрешается выполнять с использованием средств защиты после снятия возбуждения генератора и отключения АГП.

25.3. На каждой электростанции должны быть утверждены схемы заземления генератора, учитывающие тип системы возбуждения генератора, схемы РУ генераторного напряжения, схему блока и схему нейтрали генератора. Должна быть исключена подача напряжения в обмотку ротора от схемы начального возбуждения.

25.4. В цепях статора вращающегося невозбужденного генератора с отключенным устройством АГП допускается измерять значение остаточного напряжения, определять порядок чередования фаз.

Эти работы должны выполнять работники электролабораторий, наладочных организаций с применением электрозащитных средств в соответствии с нарядом или распоряжением под наблюдением оперативного персонала.

25.5. Измерения напряжения на валу и сопротивления изоляции ротора работающего генератора разрешается выполнять по распоряжению двум работникам, имеющим группы IV и III.

25.6. Обточку и шлифовку контактных колец ротора, шлифовку коллектора возбудителя выведенного в ремонт генератора имеет право выполнять по распоряжению работник из числа неэлектротехнического персонала под наблюдением работника, имеющего группу III. При работе следует пользоваться средствами защиты лица и глаз от механических воздействий.

25.7. Обслуживать щеточный аппарат на работающем генераторе допускается единолично по распоряжению обученному для этой цели работнику, имеющему группу III, если при этом исключена вероятность появления однополюсного замыкания на землю или междуполюсного короткого замыкания. При этом необходимо соблюдать следующие меры предосторожности:

работать в защитной каске с использованием средств защиты лица и глаз, застегнутой спецодежде, остерегаясь захвата ее вращающимися частями машины;

пользоваться диэлектрическими галошами, коврами или диэлектрическими перчатками, если есть вероятность случайного прикосновения участками тела к заземленным частям;

не касаться руками одновременно токоведущих частей двух полюсов или токоведущих и заземленных частей.

Открыть полный текст документа

Автоматические системы регулирования напряжения генераторов с корректором напряжения

Во время работы напряжение синхронных генераторов зависит от тока нагрузки, коэффициента мощности, частоты вращения и сопротивления обмоток всех элементов системы возбуждения. Изменение сопротивления обмоток во время работы системы возбуждения зависит от температуры нагрева. Если фазовые компаундирующие устройства автоматически регулируют напряжение по воздействию тока нагрузки и коэффициента мощности, то для учета остальных факторов, влияющих на напряжение генератора, дополнительно применяются корректоры напряжения.

Автоматический бесконтактный регулятор напряжения УБК-М поддерживает постоянное напряжение синхронных генераторов в эксплуатационных режимах судовой электростанции.

Он предназначен для судовых синхронных генераторов с машинными возбудителями, работает по принципу быстродействующего управляемого фазового компаундирования с корректором напряжения.

Регулятор УБК-М (рис. 1) состоит из трансформатора фазового компаундирования Т1 и трансформатора тока Т2 с выпрямителем U2, предназначенных для подмагничивания усилителя А и корректора напряжения Т3, U3, U4. Трансформатор Т1 имеет две первичные токовые обмотки L1 и L2, включенные в две фазы генератора G2 (с соответствующей геометрической разностью токов в этих обмотках), и первичную обмотку напряжения L3, которая питается от линейного напряжения генератора через дроссель L4 с регулируемым воздушным зазором и резистор R3. Вторичная обмотка трансформатора L5 через выпрямитель U1 питает обмотку возбуждения возбудителя LG1.

Рис. 1. Принципиальная схема регулятора напряжения УБК-М


Корректор напряжения состоит из измерительного трансформатора Т3 с контуром частотной компенсации и магнитного усилителя А, воздействующих на обмотку подмагничивания L6 трансформатора Т1.

Током выхода трансформатора Т1 управляют, изменяя его подмагничивание, которое зависит от тока обмотки управления L6. Например, при увеличении подмагничивания уменьшается индуктивность обмотки трансформатора и увеличивается ток выхода. Таким образом, трансформатор Т1 обеспечивает управляемое фазовое компаундирование генератора, т. е. при возрастании тока нагрузки или уменьшении коэффициента мощности он увеличивает возбуждение генератора.

К преимуществам регуляторов УБК-М относится большая надежность благодаря отсутствию у них подвижных механических устройств и контактов. Регуляторы имеют высокую чувствительность и обеспечивают устойчивую параллельную работу генераторов, а также максимальное возбуждение при значительных провалах напряжения на шинах электростанции.

Главная особенность системы автоматических регуляторов напряжения УБК-М, РНА-65, а также РУН — возможность применения их лишь при наличии возбудителя, который существенно снижает надежность установки и быстродействие системы регулирования, значительно увеличивает массу и габаритные размеры.

Синхронные генераторы трехфазного тока типов МСС, МСК, и ГСС имеют статическую систему самовозбуждения автоматического регулирования напряжения. Она работает по принципу фазового компаундирования с применением трехобмоточного трехстержневого трансформатора, силовых полупроводниковых выпрямителей (рис. 2). Основные элементы системы: G — синхронный генератор, VI—V6 — выпрямители, С1— СЗ — конденсаторы, Т — трансформатор фазового компаундирования, имеющий три обмотки: L1, включенную последовательно в статорную обмотку генератора; L2, включенную последовательно с конденсаторами на напряжение генератора, и L3, обеспечивающую питанием обмотку возбуждения генератора.

Принцип самовозбуждения синхронных генераторов, так же как и генераторов постоянного тока, основан на использовании остаточного магнитного поля. Так как сопротивление выпрямителей при малых токах гораздо больше, чем при номинальном, то для начального возбуждения генератора необходимо, чтобы э. д. с., наводимая в обмотке, была достаточно большой. Это достигается включением последовательно с обмоткой L2 конденсаторов С.

Реактивные сопротивления обмотки и конденсаторов подобраны таким образом, что при пуске генератора, когда частота тока в обмотке L2 достигнет 80% номинальной, в контуре наступит резонанс напряжений. Поэтому, несмотря на то, что напряжение, индуцируемое за счет остаточного поля, будет незначительным, по обмотке L2 пройдет большой ток. Вследствие этого в обмотке L3 наводится достаточная э. д. с., и генератор самовозбудится.

Рис. 2. Принципиальная схема самовозбуждения и автоматического регулирования напряжения синхронного генератора


При работе генератора э. д. с., индуцируемая в обмотке L3, а следовательно, и ток в обмотке возбуждения генератора зависят от результирующей намагничивающей силы, создаваемой обмотками L1 и L2. Эти обмотки рассчитаны и включены таким образом, что при увеличении тока нагрузки генераторов или при снижении коэффициента мощности (соs ф) увеличиваются результирующая намагничивающая сила и э. д. с., наводимая в обмотке L3. Вследствие этого возрастают ток возбуждения и напряжение генератора. Для повышения точности регулирования в подобные системы фазового компаундирования вводят корректор напряжения.

Рассмотренная система позволяет уменьшить массу и габаритные размеры судовых дизель-генераторных установок, а также провалы напряжения в судовых электрических сетях.
Системы самовозбуждения генераторов имеют также устройство, обеспечивающее равномерное распределение нагрузок при параллельной работе генераторов. Такие системы отличаются большим быстродействием, что достигается исключением возбудителя из системы регулирования.

Автоматические системы регулирования напряжения с тиристорами

На новых судах применяются автоматические системы регулирования напряжения с тиристорами. Применяются различные схемные решения системы регулирования напряжения с использованием тиристоров. Регулирование по отклонению напряжения генератора выполняется путем сравнения регулируемого и эталонного напряжения с выдачей управляющего сигнала на систему управления тиристором. Эталонное напряжение устанавливается с помощью стабилитронов. Структурная схема тиристорного регулятора напряжения (рис. 3) имеет следующие элементы: ИБ — измерительный блок; ФИ — формирователь импульсов; БП — блок питания; Т — трансформатор; V — тиристор управления. Выходной сигнал измерительного блока преобразуется в сигнал управления тиристором с последующим регулированием тока обмотки возбуждения генератора.

Рис. 3. Структурная схема тиристорного регулятора напряжения


В судовых генераторах применяется система амплитудно-фазового компаундирования с тиристорным управлением корректора напряжения. Применение тиристорной коррекции напряжения повышает быстродействие и чувствительность системы автоматического регулирования напряжения судовых генераторов.

В настоящее время в судовых электростанциях устанавливают бесщеточные синхронные генераторы типа ОС, а также типа S. Если в генераторах типов МСК, ГСС, МСС со статическими системами автоматического регулирования напряжения регулируемый ток возбуждения подается в обмотку возбуждения полюсов вращающегося индуктора (ротора) при помощи щеточных скользящих контактов, то в бесщеточных генераторах постоянный ток в роторе создается за счет индуцируемого тока в самом роторе. Принцип автоматического регулирования напряжения генераторов типа ОС, S показан на рис. 4.

С помощью системы автоматического регулирования напряжения АРН в зависимости от нагрузки на генератор G1 регулируется постоянный ток в обмотке LG1.2, установленной на специальных полюсах статора. При вращении ротора магнитный поток, создаваемый обмоткой LG1.2, индуцирует в трехфазной обмотке LG1.3 переменный ток. Выпрямленный ток в роторе при помощи выпрямителя V создает обмоткой возбуждения LG1.1 основной магнитный поток синхронного генератора. Самовозбуждение генераторов типов ОС, S осуществляется аналогично самовозбуждению генераторов типов МСК, МСС, ГСС с наличием щеточного механизма передачи постоянного тока возбуждения во вращающуюся часть машины.

Рис. 4. Принцип автоматического регулирования напряжения бесщеточных генераторов

Принцип работы и схема генератора переменного тока

Представить себе жизнь современного человека без электричества крайне сложно. Даже те люди, которые отдалены от цифровых технологий и Интернета, все равно пользуются бытовыми приборами, которые работают на электрической энергии. Часто для ее производства используют генератор переменного тока, ведь именно ток такого поля используется всеми бытовыми установками, подается во все квартиры и частные дома. Упомянутый выше прибор был изобретен уже достаточно давно, но он до сих пор не утратил своей популярности и применяется во многих сферах жизни людей. Про устройство генератора и принцип его работы рассказано в данной статье.

Что такое генератор переменного тока, и кто его изобрел

Генератор переменного тока представляет собой специализированную электрическую установку, которая преобразует механическую энергию в электрическую. Последняя обладает переменной характеристикой. Само превращение основано на механическом вращении катушки из проволоки внутри магнитного поля.

Демонстрация рассматриваемого прибора в разрезе

К сведению! Практически все современные генераторы используют для получения электроэнергии вращающееся магнитное поле, а не катушку.

Как уже было сказано, электрический ток вырабатывается не только при механическом движении катушки в поле магнита, но и тогда, когда силовые линии магнита, находящегося во вращательном движении, пересекают витки катушки. Таким образом появляющиеся электроны начинают свое движение к положительному полюсу магнита, а сам электроток протекает от плюсового полюса к минусовому.

Ток индуцируется в проводнике (катушке). Его течение отталкивает магнит, когда рамка катушки подходит к нему, и отталкивает его, когда рамка удаляется. Его говорить проще, то ток каждый раз меняет свою ориентацию относительно полюсов магнита. Это и вызывает такое явление, как переменный электрический ток.

Демонстрация прибора с помощью простого магнита и контура

Данное приспособление появилось еще в 1832 г. благодаря стараниям Н. Тесла. Именно тогда был создал самый первый однофазный синхронный генератор переменного электрического тока. Самые первые установки производили только постоянный ток, а рассматриваемый генератор переменной характеристики некоторое время не мог найти своего практического применения. Это длилось не долго, так как люди быстро поняли, что переменный ток использовать гораздо практичнее, чем постоянный.

Обратите внимание! Преимущество новой технологии заключалось в том, что такой электроток было легче выработать, а на обслуживание приборов уходило в разы меньше времени и ресурсов, чем на аналоги, работающие на постоянном токе.

Именно благодаря переменному току и его генератору смогли появиться на свет такие электроприборы, как радиоприемник, магнитофон и другие более поздние автоматические и электротехнические установки, без которых представить жизнь современного человека нельзя.

Использование графика для демонстрации переменного и постоянного электротоков

Характеристики генератора переменного тока

Основные технические характеристики генератора переменного тока: внешняя, скоростная регулировочная и токоскоростная. Внешняя характеристика определяется, как зависимость напряженности прибора от генерируемого им тока. Она является константой и может быть определена в процессе самостоятельного и независимого возбуждения.

Скоростная регулировочная характеристика чаще всего высчитывается исходя из нескольких величин электротока нагрузки. Самое маленькое значение возбуждения находится при нагрузочном токе, равном нулю (частота вращений при этом максимальная).

Последняя токоскоростная характеристика определяется как одна из самых важных при выборе или создании генератора. Практически все новые генераторы могут самостоятельно ограничивать свой максимальный ток.

Обратите внимание! Делается это для того, чтобы частота вращения роторов не увеличивалось до частоты индуцированного стартера.

Простой индукционный генератор для использования дома и на предприятии

Принцип работы генератора

Пришло время рассмотреть устройство генератора перемененного тока и принцип его действия. Он заключается в том, что в электроустановке используют специальную систему, которая при функционировании производит магнитный поток большой мощности.

За основу взято два сердечника, изготовленных из электротехнической стали. Пазы одного сердечника предполагают размещение обмотки, которая отвечает за генерацию потока магнитных волн. Второй же используется для индукции электродвижущей силы.

Обычно сердечник, который расположен внутри, находится в горизонтальном или вертикальном положении и вращается по соответствующим орбитам. Его называют ротором. Второй же сердечник, называемый статором, как понятно из его названия, остается в неподвижном состоянии. Чем меньшее расстояние будет между этими элементами, тем больше вырастет индуктивность магнитного потока. Далее рассмотрены назначение устройства и работа генератора переменного тока.

Рассмотрение строения электрогенератора на практике

Назначение генератора переменного тока

Переменные генераторы тока применяют уже достаточно давно. За последние годы сфера применения стала еще более обширной. Используются такие приборы не только в промышленных, но и в бытовых целях. Производственные электроустановки представляют собой самый выгодный вариант для генерации электроэнергии, используемой на заводах и предприятиях, учебных учреждениях, торговых центрах и т. д. Также такие генераторы позволяют значительно ускорить строительство того или иного сооружения в тех местах, где нет возможности провести линию электропередачи.

В быту такие устройства также применяются. Они обладают более компактными размерными характеристиками и универсальностью. Часто их используют для питания частных домов, дачных участков или коттеджей.

Обратите внимание! Бытовые и производственные генераторы перемененного тока пользуются популярностью практически во всех сфера жизни человека. Особенно они полезны там, где постоянно возникают перебои с подачей электроэнергии или ее нет вообще.

Возбуждение генератора переменного тока

Как устроен генератор переменного тока

Устройство генератора крайне простое. Он состоит из двух основных частей: подвижной (ротор или индуктор) и неподвижной (статор или якорь). В ГПТ ротором выступает электрический магнит, создающий магнитное поле, которое и принимает статор. Поверхность якоря обладает впадинами, которые называются пазами. В них виднеется обмотка катушки, выступающей в роли проводника.

Обратите внимание! Обычно якорь изготавливают их спрессованных листов стали толщиной не более 0,3 мм. Их изоляционный слой представляет собой простое лаковое покрытие.

Ротор устанавливают внутри статора. Его вращение осуществляется с помощью двигателя, мощность которого передается через обычный вал и некоторые опорные элементы. На валу также имеется возбудитель с постоянным значением электротока, питающий им обмотки катушки. Также среди компонентов имеется аккумуляторная батарея, которая инициализирует запуск стартера и может подавать электричество, если его не хватает для запуска двигателя, его работы.

Важно! Основное различие между однофазным и трехфазным генераторами электрического тока заключается в том, какое максимальное напряжение выдается прибором. В первом случае это 220 В, а во втором — и 220, и 380 В.

Устройство установки

Виды генераторов переменного тока

Есть несколько типов классификации генераторов. Наиболее распространенный — по мощности. Они бывают маломощными и высокомощными. Для решения бытовых задач применяются компактная и маломощная электроустановки, которые обычно используется в качестве резервного источника питания.

В последнее время популярность обрели сварочные генераторы. С бензиновыми моделями следует быть осторожным, так как они должны использоваться только по своему прямому назначению. В противном случае их срок эксплуатации истечет намного раньше положенного. Диагностика и ремонт таких приборов — достаточно дорогостоящие, и чаще проще купить новый аппарат.

Еще одно разделение — асинхронные и синхронные генераторы. Они отличаются конструкцией ротора. В синхронном приборе катушка находится на роторе, а в асинхронном на валу есть специальные углубления, которые предназначены для вставки обмотки. Подробнее о них далее.

Маломощный генератор

Асинхронные генераторы

Асинхронные двигатели — это приборы, которые работают в тормозящем режиме. В данной ситуации ротор выполняет вращения только в одном направлении, совпадающем с движением магнитного поля, но немного опережает его.

Обратите внимание! Такие установки практически не подвержены коротким замыканиям и обладают повышенной защитой от воздействия внешних факторов.

Асинхронный генератор

Синхронные генераторы

Синхронный двигатель — это электромеханизм, который работает в режиме генерации электрической энергии. Его особенность в том, что частота вращения стартера, а точнее его магнитного поля, равна частоте вращения ротора.

К сведению! Синхронные обладают роторами, которые выполнены в виде постоянных или электрических магнитах. Полюсов у них может быть и 2, и 4, и 6. Главное, чтобы это число было кратным двум.

Синхронный генератор

Какой ток вырабатывает генератор

Характеристика тока, который вырабатывается генератором, зависит от его конструкции. Как уже стало понятно, и переменный генератор, и постоянный генератор содержат в своей конструкции электрический или постоянный магнит, создающий поток магнитного поля. В обоих случаях можно найти обмотку из медного проводника. Она вращается и, занимая различные положения в поле магнита, создает наведенную ЭДС.

Если представить, что обмотка разделена на две одинаковые части, то они поочередно будут занимать то горизонтальное, то вертикальное положение. ЭДС будет сначала максимальной, а затем нулевой. Это и будет генерация переменного тока.

Обратите внимание! Если в процессе полуоборота каким-либо образом переключить потребитель энергии, то он будет получать уже постоянный, но пульсирующий ток. В этом и отличие.

Характеристика переменного и постоянного электрических токов

Схема генератора переменного тока

Принципы работы генератора переменного и постоянного токов уже понятны, как и его основные конструкционные элементы. Необходимо рассмотреть пару схем для обобщения материала и понимания процесса генерации электротока.

Схема обычного устройства генерации электротока

Таким образом, были рассмотрены генератор переменного тока, устройство и принцип его действия.

Принципиальная схема электрического генерирующего устройства

Строение этого аппарата практически не поменялось с момента его создания еще в 1800-х гг. Данное электрооборудование служит для выработки тока, который применяется для бытовых или производственных целей.

Экспериментальная проверка и анализ электромагнитных характеристик синхронного генератора с фазным ротором с использованием метода магнитной эквивалентной схемы: AIP Advances: Vol 10, № 1

На рис. 1 показаны анализ и экспериментальные модели сердечника ротора, рассматриваемые в данной статье. Модель имеет 8-полюсную форму с 96 пазами и состоит из вала, ротора и статора. Сердечник статора и сердечник ротора изготовлены из 50ПН400 и SS400 соответственно. Постоянный ток подается на катушку ротора, чтобы создать электромагнит, и вращение ротора за счет вращения турбины индуцирует напряжение в обмотке статора.Технические характеристики генератора приведены в таблице I. Для анализа его электромагнитных характеристик разработана нелинейная MEC-модель WRSG. Принимая во внимание периодичность, используются комбинации 2T полюсов и 24T слотов, где T — количество периодов, как показано на рисунке 2 (a). Для простого нелинейного анализа конструкция статора считается бесшумной, а демпферные обмотки наконечника полюса ротора не учитываются. Правильный выбор секций полюсов ротора не только сокращает время анализа, но и позволяет избежать сложных расчетов.Таким образом, как показано на рис. 2 (b), полюсная секция ротора разделена на шесть секций. Действительно, использование восьми секций обеспечивает достаточно точные результаты, 4 4. М. Баш и С. Пекарек, IEEE Trans. Energy Convers. 26 , 381 (2010). https://doi.org/10.1109/tec.2011.2105874, но здесь используется шесть разделов, чтобы упростить анализ. Поскольку сопротивления внутри полюса ротора имеют периодичность, сопротивления одного и того же сечения выражаются одним и тем же символом. Сопротивление полюса ротора можно рассчитать следующим образом:
RRPS1 = (wps − wpb) / Nsec⁡tionμoμrhpsLstk, RRPS2 = (wps − wpb) / Nsec⁡tionμoμrfwrto (x) LstkRRPS3 = (wps − wpb) ⁡Tionμoμrfwrto (x) Lstk, RRPS4 = lrtiμoμr (wpb / 2) Lstk ​​ (1)
, где N section — номер полюсной секции, l rti = f wrto ( x ) — h rtm .
fwrto (x) = rrt2− (x) 2 − hrtb (2)
где x — это расстояние от центра корпуса полюса ротора до конца полюсного башмака ротора. Сопротивления магнитных потоков в прямом воздушном зазоре можно рассчитать следующим образом:
Rg1 = Rg2 = guo (wps − wpb4) Lstk, Rg3 = guo (wpb / 2) Lstk ​​ (3)
Сопротивления с учетом эффект окантовки рассчитывается следующим образом:
Rgf1 = 1μo (2πln (1+ (wst / 2) (π / 2) g)) Lstk ​​+ (g / 2) μo (wst / 2) LstkRgf2 = 1μo (2πln (( g / 2) + (rgθs2 − wst2) (π / 2) (g / 2) + (wst / 2) (π / 2))) Lstk ​​+ 1μo (2πln (1+ (wst / 2) (π / 2) g)) Lstk ​​ (4)
где w st — длина зубцов статора, r g — радиус воздушного зазора, а θ s — угол шага паза. R gf 1 — это сопротивление, которое включает прямой путь магнитного потока и путь магнитного потока с учетом эффекта окантовки. R gf 2 — это сопротивление, которое включает два пути магнитного потока с учетом эффекта окантовки. 5 5. Дж. Дж. Ли, Дж. Ли и К. С. Ким, IEEE Trans. Прил. Сверхсекунда. 28 , 1 (2018). https://doi.org/10.1109/tasc.2017.2786254 Магнитодвижущая сила (MMF) каждого зубца ротора может быть выражена следующим образом:
Frt = NrtIf, [Frt] = [Frt1, Frt2] T (5 )
Для решения нелинейной MEC закон напряжения Кирхгофа применяется к каждому замкнутому контуру, чтобы определить магнитный поток замкнутого контура.Система имеет следующий вид: где P — матрица проницаемости, F — матрица МДС ротора, а ϕ — матрица магнитного потока замкнутого контура. Матрица проницаемости обновляется с использованием метода Ньютона – Рафсона для определения относительной проницаемости. Затем рассчитывается коэффициент Картера, чтобы учесть щелевой эффект статора 6 6. В. П. Каликсто, Б. Альваренга, А. П. Коимбра, А. Дж. Алвес, Л. М. Нето, М. Ву, В. Г.Сильва и Э. Делбон, Международный журнал численного моделирования: электронные сети, устройства и поля 25 , 236 (2012). https://doi.org/10.1002/jnm.827 следующим образом:
kcs = 2πtan − 1 (ws2g) −gws (log (1+ (ws2g)) 2), kcart = 11 − kcswsws + wst (7)
Алгоритм этого процесса показан на рис. 3. Модель схемы

синхронной машины

Принципиальная схема синхронной машины

Модель цепи синхронной машины — Предполагая линейность магнитной цепи, можно получить простую модель цепи синхронной машины.Справедливость этого предположения проистекает из того факта, что воздушный зазор является преобладающим компонентом магнитной цепи машины. Приближенному нелинейному анализу посвящен разд. 8.4.

Согласно формуле. (8.7) результирующий вектор mmf равен

Результирующий магнитный поток Or и эдс Er воздушного зазора обычно должны быть получены из Fr. Однако предположение о линейной магнитной цепи (0 = TF; P — постоянная магнитная проницаемость *) позволяет найти результирующий поток по принципу суперпозиции как

Поскольку индуцированная ЭДС пропорциональна потоку на полюс (уравнение.(8.6)) и отстает от него на 90 °, от вектора потока (уравнение). (8.15) уравнение вектора ЭДС можно записать как

Векторы ЭДС в уравнении. (8.16) пропорциональны соответствующим векторам потока уравнения (8,16). (8.15) с отставанием векторов ЭДС от соответствующих векторов потока на 90 °. Векторные уравнения (8.15) и (8.16) представлены векторной диаграммой на рис. 8.9. На этом рисунке треугольник вектора потока и треугольник вектора ЭДС подобны друг другу, при этом треугольник вектора ЭДС повернут против часовой стрелки от треугольника вектора потока на 90 °.Поскольку cp ar находится в фазе с Ia (генераторная машина) и пропорциональна ему, ЭДС Ear пропорциональна ** la и отстает от него на 90 °, т.е.

, где Arar, постоянная пропорциональности, действительно является индуктивным реактивным сопротивлением. «Таким образом, уравнение. (8.16) можно записать как

, что соответствует формуле. (8.18), Рис. 8.10 (a) дает модель синхронной машины для каждой фазы. Сравнивая уравнения (8.15), (8.16) и (8.18), можно сделать вывод, что реактивное сопротивление Xar эквивалентно заменяет влияние потока реакции якоря.Если Xar известен для машины, он может работать в терминах напряжений и токов, и нет необходимости представлять потоки на векторной диаграмме.

Влияние сопротивления якоря Ra и реактивного сопротивления рассеяния X / выражается в векторном уравнении как (см. Уравнение (8.11))

Из уравнения. (8.19) и рис. 8.10 (a) следует модели полной схемы на рис. 8.10 (b), которая может быть сведена к более простой форме, показанной на рис. 8.10 (c), путем объединения последовательных реактивных сопротивлений и разрешения идентичности Er быть потерянный.В модели схемы на рис. 8.10 (c) полное реактивное сопротивление

известен как синхронное реактивное сопротивление машины, а

— это синхронный импеданс машины .

Синхронное реактивное сопротивление учитывает поток, создаваемый потоком сбалансированных трехфазных токов в статоре, а также поток утечки. Возбуждение эдс, E fi учитывает поток, создаваемый полем ротора (возбужденным постоянным током).Величиной ЭДС возбуждения можно управлять с помощью постоянного тока поля (I f ), называемого током возбуждения. Если нагрузка на машину сброшена, на клеммах машины появится E f , что тогда будет напряжением разомкнутой цепи машины. Со ссылкой на рис. 8.10 (c) E f также называется напряжением за синхронным импедансом или реактивным сопротивлением (так как R a можно пренебречь).

Здесь необходимо помнить, что модель синхронного импеданса синхронной машины основана на предположении линейности и будет верна для ненасыщенной области работы машины и действительна только для машины с цилиндрическим ротором.

Диапазон синхронного импеданса

Выраженное в системе pu, синхронное реактивное сопротивление синхронных машин находится в узком диапазоне значений. Из практических данных видно, что сопротивление якоря (R a ) обычно имеет порядок 0.01 о.е., т.е. падение напряжения на сопротивлении якоря при номинальном токе якоря составляет около 1% от номинального напряжения. Значение реактивного сопротивления утечки составляет от 0,1 до 0,2 о.е., а синхронное реактивное сопротивление (X с , = Xar + X 1 ) имеет порядок от 1,0 до 2 о.е. Таким образом, видно, что сопротивление якоря синхронной машины настолько низкое, что им можно пренебречь для всех практических целей, кроме расчета потерь, повышения температуры и КПД.Здесь можно отметить, что R a должен быть небольшим, чтобы минимизировать потери 1 2 R и ограничить повышение температуры машины, а X s должен быть большим, чтобы ограничить максимальный ток, который может протекать в условиях неисправности (короткого замыкания). Однако современная практика заключается в проектировании * синхронных машин со средним диапазоном значений синхронного реактивного сопротивления, поскольку теперь доступны быстродействующие ** автоматические выключатели для отключения машины от поврежденной линии.

Эквивалентная схема синхронного генератора

Для анализа потоков мощности в электрических системах требуются представления компонентов, которые могут быть включены в модели сетей или схем. Чтобы использовать доступные инструменты анализа схем, описанные в главе 5, необходимо построить эти представления на основе основных элементов схемы, а именно: резисторов, катушек индуктивности, конденсаторов и источников напряжения или тока (Приложение A). Инженеры-электроэнергетики на протяжении многих лет разработали ряд так называемых эквивалентных схем для сетевого моделирования электрических генераторов.

Здесь для приблизительного анализа стационарных потоков мощности требуется описание синхронного генератора с помощью простейшей из возможных схем замещения. Принцип Тевенина, описанный в Приложении A, можно использовать, например, для описания поведения батареи постоянного тока при подключении напряжения источника последовательно с сопротивлением. Удивительно, но этот принцип также можно эффективно использовать для описания с помощью простой схемы и с хорошим приближением поведения

Рисунок 4.7 Эквивалентная схема синхронной машины

генератора такой же сложности, как генератор переменного тока. Шаги этого преобразования здесь не приводятся, но их можно найти в любой книге по электрическим машинам (например, см. Ссылку [2]). В дальнейшем предполагается, что читатель знаком с использованием векторов для представления величин переменного тока. Читатели, не знакомые с этой концепцией, должны на данном этапе изучить материал в Приложении.

На рисунке 4.7 электрический генератор сокращен до однофазного (взаимосвязь с 3-фазным режимом рассматривается позже) Эквивалентная схема Тевенина, состоящая из источника напряжения VA = VaZ8 (генерируемое или « внутреннее » напряжение уравнения (4 .3)) и полное сопротивление источника Xs, известное как синхронное реактивное сопротивление. Синхронное реактивное сопротивление представляет собой в одном сосредоточенном элементе все внутренние сложные взаимодействия между магнитными полями ротора и статора, которые здесь не рассматриваются. Чтобы максимизировать эффективность преобразования, синхронные машины проектируются с максимально низким сопротивлением обмотки; следовательно, сопротивление источника, представляющее омическое значение обмотки статора, здесь опущено с небольшой потерей точности. Эквивалентная схема показана подключенной к бесконечной шине, т.е.е. сеть с фиксированной частотой f и фиксированным напряжением VB = VBZ0 °, где угол 0 ° определяет ее как опорное напряжение.

В ходе исследования будет изучено, как два доступных параметра внешнего управления, а именно ток возбуждения If и крутящий момент вала Qt, влияют на синхронную машину и, следовательно, на поведение эквивалентной схемы. Уравнение (4.3) показывает, что IVAI зависит от тока поля, который является источником магнитного потока. Также известно, что угловое расположение магнитной оси ротора зависит от направления и величины крутящего момента, приложенного к валу.Угол 5 (угол нагрузки) определяется как угол, на который ось пространственного вектора магнитного потока ротора, который индуцирует VA, опережает ось пространственного вектора результирующего магнитного потока в машине, которая индуцирует VB. Угол нагрузки при пространственном расположении вращающихся векторных полей такой же, как и при фазовом расположении напряжений в эквивалентной схеме. Ускоряющий или «генерирующий» крутящий момент приведет к положительному значению 8 и опережающему VB в ВА. Тормозящий или «двигательный» крутящий момент приведет к отрицательному значению 8 и отставанию VB в ВА.

Продолжите чтение здесь: Уравнения передачи мощности

Была ли эта статья полезной?

210454854 Отчет лаборатории синхронного генератора — Введение Целью этого эксперимента было:

Введение

Целью этого эксперимента было наблюдение за поведением синхронного генератора и выполнение Тест на обрыв цепи и тест на короткое замыкание на нем. Генератор — это оборудование, преобразующее механическую энергию в электрическую. Синхронный Генератор — это машина переменного тока с синхронной скоростью, т.е.е., его скорость пропорциональна частота тока якоря. Ротор с магнитным полем, создаваемым полем ток, они вращаются с той же скоростью или синхронно с магнитным полем, создаваемым ток якоря. Это приводит к постоянному крутящему моменту. Чтобы узнать параметры синхронного генератора, нам необходимо проанализировать две кривые:  Характеристика разомкнутой цепи: представляет соотношение между напряжением и полем. Текущий. Также известна как кривая намагничивания.  Характеристика короткого замыкания: представляет соотношение между током якоря и ток поля.

Процедура / оборудование

Для этого эксперимента мы использовали:  1 синхронная машина, работающая как генератор.  4 мультиметра — для измерения силы тока и напряжения;  1 источник переменного тока постоянного тока — источник внешнего возбуждения)  1 сервопривод DM  1 трехфазная резистивная нагрузка (220/680/1500 Ом)  1 трехфазная индуктивная нагрузка (0,4 / 0,8 / 1,6 генри)

Этот эксперимент был разделен на четыре части: A. Измерение сопротивления Б. Испытание на обрыв цепи С.Тест на короткое замыкание D. Нагрузочный тест (резистивная нагрузка и отстающая нагрузка)

Перед началом эксперимента мы собрали данные синхронного генератора, на основании паспортной таблички. Эти данные представлены в таблице 6.1. Для первой части мы просто измерили сопротивление машины, сопротивление поля и сопротивление якоря. Данные представлены в таблице 6 .. В части B мы выполнили тест на обрыв цепи. Подключили машину как генератор, в Y. Генератор был связан с сервоприводом внутри.Затем мы установили скорость машины на 1800 об / мин, и мы записали значение напряжения на клеммах. После этого мы включили DC источника, и мы отрегулировали ток возбуждения до 0,05 А. Мы увеличили ток возбуждения до 0,4 А, в

шага 0,05. Затем мы уменьшили ток возбуждения до 0, снова с шагом 0,05. Записанные данные приведены в таблице 6.3. Для части C этого эксперимента мы использовали ту же схему, но на этот раз мы замкнули цепи, подключив линии A, B и C друг к другу.Мы включили питание сервосистемы и источника постоянного тока, регулируя его до тех пор, пока ток возбуждения не станет 0,1 А. Затем мы записали значения ток возбуждения и ток якоря, которые приведены в таблице 6.4. После этого мы увеличили ток возбуждения с шагом 0,1 A до 0,4 A, эти значения также показаны в таблице 6.4. В следующей части мы провели нагрузочный тест, сначала с резистивной нагрузкой, а затем с индуктивная нагрузка. Предыдущие подключения остались прежними. Трехфазная резистивная нагрузка была подключен в Y к генератору.Сначала мы использовали резисторы на 220 Ом. Сервопривод был включен, и скорость была установлена ​​на 1800 об / мин. Мы включили подачу напряжения и отрегулировали его до тех пор, пока напряжение на клеммах 220 В. Мы собрали значения для токов возбуждения и якоря, показанные на рис. в таблице 6.5. После этого мы отключили питание и на это время подключили сопротивление 680 Ом, затем мы повторили те же действия для предыдущей части. Мы сделали то же самое вещь с сопротивлением 680 + 220 Ом и 1500 Ом. Зарегистрированные значения представлены в таблице 6.5. В последней части наша нагрузка состояла из катушек индуктивности и резисторов. Схема осталась так же, как и в предыдущей части. Для этой части мы использовали только сопротивление 220 Ом, включенное в серия с индуктивностью. Сначала мы используем индуктивность 0,4 Гн, а затем 0,8 Гн, 0,8 + 0,4 Гн и 1. H. Для каждого подключения мы включали сервопривод и устанавливали скорость 1800 об / мин. Тогда мы записаны значения токов возбуждения и якоря, приведенные в таблице 6.6.

Результаты экспериментов

Таблица 6- Напряжение обмотки статора * (В) 220 Ток статора (А) 1.2/0. P (кВт) 0. Cos () 1/0. Напряжение возбуждения (В) 140 Скорость (об / мин) 1800 Частота (Гц) 60

Таблица 6- Сопротивление поля (Ом) 282. Сопротивление якоря (Ом) 33.

Таблица 6-

Таблица 6- Отстающая нагрузка с R = 220 (Ом) и Индуктивность (В)

ТРЕХФАЗНАЯ ИНДУКТИВНАЯ НАГРУЗКА

ПОЛЕ

ТОК

(A)

АРМАТУРА

ТОК

(A)

0 (из таблицы 6-5) 0,318 0. 0,4 0,273 0. 0.8 0,219 0. 0,8 + 0,04 0,156 0. 1,6 0,160 0.

Анализ результатов

Экспериментальные результаты согласуются с тем, что было изучено в теории. Мы могли наблюдать что ток возбуждения и ток якоря изменяются пропорционально. Также можно было увидеть что напряжение на клеммах увеличивалось с увеличением тока возбуждения, но с определенного момента это вариация стала небольшой из-за насыщенности.

Вопросы

  1. Изобразите характеристики разомкнутой цепи на едином графике, используя данные, записанные в Таблице 6-3.На основе этой кривой:

а. Эта кривая линейная (прямая) или нелинейная? Почему? Кривая нелинейная. Это происходит потому, что эта машина сделана из магнитного материал, который насыщается при определенном токе.

г. Когда ток возбуждения равен нулю, напряжение на клеммах не равно нулю. Почему? Это происходит из-за остаточного магнетизма.

  1. Постройте характеристики короткого замыкания, используя данные, записанные в Таблице 6-4. Эта кривая линейный или нелинейный? Почему? Эта кривая линейная.Поскольку ток возбуждения пропорционален току якоря

  2. Используя уравнение 6-1, рассчитайте синхронное реактивное сопротивление генератора переменного тока для каждого значения. из Если в Таблице 6-4. Для этого потребуются данные из таблиц 6-3 и 6-4.

      ⁄√  

Если = 0 А:

⁄√

Если = 0,1 А:

⁄√

  1. Рассчитайте коэффициент мощности для каждой отстающей нагрузки. Запишите свои значения в таблицу, похожую на Таблица 6-7.
      Таблица 6-  
    Нагрузка утеплителя с R = 220 (Ом) и Индуктивность (В)

Коэффициент мощности

0.

0.

0.

0.8+.

1.

  1. График Ia в зависимости от If для запаздывающей нагрузки с использованием данных, записанных в таблице 6-6. В этом случае сопротивление нагрузки постоянное (R = 220 Ом). Таким образом, активная мощность фиксирована, но для каждого значение индуктивности зависит от требуемой реактивной мощности. Каким должен быть ток поля изменить, чтобы напряжение оставалось постоянным при увеличении реактивной мощности? Почему?

Выводы

Цели эксперимента были достигнуты.Удалось провести тесты: тест на обрыв и испытание на короткое замыкание, чтобы найти характеристику обрыва цепи и характеристику короткого замыкания. Это было Также можно увидеть поведение синхронного генератора для разных нагрузок. Любой Несоответствие или ошибка в результатах могли быть вызваны ошибкой в ​​чтении данных или в схема подключения.

Обобщенная модель эквивалентной схемы синхронной машины (а) d …

Контекст 1

… Обобщенные эквивалентные схемы синхронной машины показаны на рисунке 2, где n d и n q — суммарные обмотки демпфера в осях d и q соответственно. В теории анализа электрических цепей эквивалентные схемы по оси d (рис. 2a) и оси q (рис. 2b) могут быть представлены двухпортовой (ось d) и однопортовой (ось q) схемами, соответственно, где ось нулевой последовательности (рис. 2c) должна работать в симметричных условиях [24] [25] [26]. …

Контекст 2

… Обобщенные эквивалентные схемы синхронной машины показаны на рисунке 2, где n d и n q — суммарные обмотки демпфера в осях d и q соответственно. В теории анализа электрических цепей эквивалентные схемы по оси d (рис. 2a) и оси q (рис. 2b) могут быть представлены двухпортовой (ось d) и однопортовой (ось q) схемами, соответственно, где ось нулевой последовательности (рис. 2c) должна работать в симметричных условиях [24] [25] [26]. Используя принцип суперпозиции осей d и q, с учетом параметров двухпортовой сети теории схем, рисунок 2 приводит к четырем основным структурам модели состояния, показанным на рисунке 3….

Контекст 3

… Обобщенные эквивалентные схемы синхронной машины показаны на рисунке 2, где n d и n q — суммарные обмотки демпфера в осях d и q соответственно. В теории анализа электрических цепей эквивалентные схемы по оси d (рис. 2a) и оси q (рис. 2b) могут быть представлены двухпортовой (ось d) и однопортовой (ось q) схемами, соответственно, где ось нулевой последовательности (рис. 2c) должна работать в симметричных условиях [24] [25] [26].Используя принцип суперпозиции осей d и q, с учетом параметров двухпортовой сети теории схем, рисунок 2 приводит к четырем основным структурам модели состояния, показанным на рисунке 3. …

Контекст 4

… обобщенные эквивалентные схемы синхронной машины показаны на рисунке 2, где nd и nq — суммарные обмотки демпфера в осях d и q соответственно. В теории анализа электрических цепей эквивалентные схемы по оси d (рис. 2a) и оси q (рис. 2b) могут быть представлены двухпортовой (ось d) и однопортовой (ось q) схемами, соответственно, где ось нулевой последовательности (рис. 2c) должна работать в симметричных условиях [24] [25] [26].Используя принцип суперпозиции осей d и q, с учетом параметров двухпортовой сети теории схем, рисунок 2 приводит к четырем основным структурам модели состояния, показанным на рисунке 3. …

Контекст 5

… теория анализа электрических цепей, эквивалентные схемы по оси d (рис. 2a) и оси q (рис. 2b) могут быть представлены двухпортовым (ось d) и однопортовым (q -оси), соответственно, где ось нулевой последовательности (рисунок 2c) должна работать в симметричных условиях [24] [25] [26].Используя принцип суперпозиции осей d и q, с учетом параметров двухпортовой сети теории схем, рисунок 2 приводит к четырем основным структурам модели состояния, показанным на рисунке 3. …

Контекст 6

… обозначения обобщенных эквивалентных схем на рис. 2 и с использованием матричной формулировки электромеханические уравнения синхронной машины, представленные в [9], даны в уравнениях. (a1) — (a3) ​​приложения. …

Контекст 7

… машины с круглым ротором, 2 = 1, так как x md = x mq; Этот результат подтверждает, что настоящая модель насыщения является полезным, хотя и простым расширением теории Потье для явнополюсных машин. Магнитное насыщение машины можно учесть, изменяя уровень насыщения реактивных сопротивлений x md и x mq по осям d и q, соответственно (рисунок 2) в модели машины (18), (19) в каждый момент времени. . Затем, вводя коэффициент кросс-насыщения K ψ (I m) (25), намагничивающее реактивное сопротивление x s md насыщенной оси d вычисляется из (26) с использованием значения реактивного сопротивления ненасыщенного x 0 md….

Генератор или синхронный генератор, детали, возбуждение, преимущества и различия

(Последнее обновление: 11 сентября 2021 г.)

Генератор:

Генераторы переменного тока — это рабочая лошадка в электроэнергетике. Электропитание переменного тока будет генерироваться с заданной частотой. Его также называют синхронным генератором . Генератор представляет собой электрический генератор , который преобразует механическую энергию, которая обеспечивается с помощью первичного двигателя , в электрическую энергию в виде переменного тока .Электроэнергия вырабатывается в генераторах с использованием закона электромагнитной индукции Фарадея. Есть два типа для производства электроэнергии в генераторах переменного тока тип1 вращающееся магнитное поле со стационарным якорем, тип2 вращающийся якорь со стационарным магнитным полем.

Почему он называется синхронным генератором?

Производимая электрическая частота — это , зафиксированная в или , синхронизированная с механической скоростью вращения поля генератора.

Якорь будет в статоре, а поле будет в роторе. Ротор будет электромагнитом и будет приводиться в движение первичным двигателем с некоторой скоростью ω м / N м . Когда он будет вращаться, мы получим немного электроэнергии. Это электричество будет иметь частоту, связанную f e с N m , которые очень тесно связаны друг с другом.

f = (PN м ) / 120

В синхронном генераторе N м — синхронная скорость.В синхронном генераторе ротор будет вращаться только с одной скоростью, в отличие от асинхронных двигателей. «F» — частота на выходе генератора. Это утверждение означает, что, например, если мы производим частоту 50 Гц или 60 Гц, генератор будет вращаться с определенной скоростью, которая зависит от количества полюсов. Например, если у нас есть источник питания 50 Гц, а машина имеет 2 полюса. Итак, мы знаем, что

f = (PN м ) / 120

50 = (2N м ) / 120

Н м = 3000 об / мин

Это означает, что для того, чтобы двухполюсная машина вырабатывала 50 Гц, она должна вращать поле генератора со скоростью 3000 об / мин, любая другая скорость не даст нам 50 Гц.
Теперь, например, если мы увеличим количество полюсов до 4, то получим частоту 50 Гц.

f = (PN м ) / 120

Переставляя уравнение, получаем:

N м = (120 футов) / P

Н м = (120 × 50) / 4

Н м = 1500 об / мин

Это означает, что если мы увеличим количество полюсов, синхронная скорость уменьшится.
Напряжение, генерируемое внутренним напряжением генератора переменного тока:
ЭДС, генерируемая в любой машине переменного тока, определяется уравнением:

E A = √2 π ∅N c f

E A = k ∅ω

Большинство генераторов переменного тока используют вращающееся магнитное поле со стационарным якорем.Электроэнергия вырабатывается в генераторах переменного тока за счет электромагнитной индукции для выработки электричества в катушке, либо катушка должна вращаться относительно магнитного поля, либо магнитное поле должно вращаться относительно катушки

Основными частями генератора являются ротор, подшипник статора, контактное кольцо.

Ротор:

Ротор создает вращающееся магнитное поле с помощью неподвижных катушек якоря, а вращающийся магнитный поток, связанный с ротором, индуцирует электричество в катушках якоря. Этот вид ротора известен как явный полюс.

В случае генератора Магнитное поле вращается относительно катушек. Катушки ротора и якоря являются двумя основными частями генератора . Ротор создает вращающийся магнитный поток. Катушки якоря неподвижны, и вращающийся магнитный поток, связанный с ротором, индуцирует электричество в катушках якоря.

Система возбуждения:

Процесс усиления и создания магнитного поля генератора путем подачи необходимого постоянного тока на обмотку возбуждения генератора .Ротор с четырьмя полюсами обмотки ротора возбуждается источником постоянного тока от отдельного источника постоянного тока, называемого возбудителем.

Функция возбуждения:
  1. Подача постоянного тока на обмотку возбуждения для создания магнитного поля
  2. Управление реактивной мощностью и напряжением
  3. Система возбуждения выполняет защитную функцию

Типы системы возбуждения:
  1. Система возбуждения постоянного тока
  2. Система возбуждения переменного тока
  3. Статическая система возбуждения

Система возбуждения постоянного тока:

Два небольших генератора постоянного тока используются в качестве возбудителей.Это самый старый из всех из-за различных проблем. Сейчас это обычно не используется для больших Генератор s.

Система возбуждения переменного тока:

Состоит из генератора переменного тока и тиристоров. Выпрямительный мост напрямую соединен с валом генератора переменного тока или приводится в действие отдельным двигателем. Далее он делится на два типа:

  • Бесщеточная система возбуждения
  • Главный возбудитель самовозбуждающийся
Бесщеточная система возбуждения:
  • Удаление щетки и контактных колец
  • Простота обслуживания
  • Быстрое время отклика

Система статического возбуждения:

В этой системе возбуждения нет вращающейся части.Он небольшой по размеру.

Работа генераторов:

Первичный двигатель вращает ротор. Это заставляет поток ротора также вращаться вместе с ним с той же скоростью. Такой вращающийся магнитный поток теперь пересекает катушки якоря, которые установлены вокруг ротора, что создает переменную электромагнитную силу на обмотке. Поскольку для полярного ротора имеется две пары полюсов NS, при повороте ротора на половину оборота наведенная ЭДС занимает один полный цикл.Итак, ясно, что частота наведенной ЭДС прямо пропорциональна количеству полюсов скорости ротора. Несложно установить, что частота наведенной ЭДС, частота вращения ротора и количество полюсов связаны следующей зависимостью:

f = (PN м ) / 120

Из этого соотношения ясно, что частота вырабатываемого электричества синхронизируется с механической скоростью вращения для производства трехфазного переменного тока. Еще две такие катушки якоря размещены при разности фаз 120 градусов в обмотке статора.

Обычно один конец этих трех катушек соединен звездой, а трехфазное электричество отводится с других концов, нейтральный кабель может быть отведен от конца, соединенного звездой. Из уравнения ясно, что для выработки электричества 60 Гц четырехполюсный ротор должен работать со следующей скоростью 1000 и 800 об / мин. Центробежная сила на полюсах ротора будет создаваться при таких огромных оборотах. Столь явные полярные роторы обычно имеют от 10 до 40 полюсов, что требует более низких оборотов. Выступающие и полярные роторы используются, когда первичный двигатель вращается с относительно низкой скоростью от 120 до 400 об / мин.Сердечники полюса используются для эффективной передачи магнитного потока, и они сделаны из довольно толстой стальной пластины. Такая изолированная пластина снижает потери энергии из-за образования вихревых токов. Постоянный ток подается на ротор с помощью пары контактных колец. Это причина, по которой вращающееся магнитное поле приближается к используемому в генераторе Генератор .

Контактные кольца должны соответствовать методу вращающейся катушки с якорем для выработки электричества, но с контактными кольцами передача такого высокого напряжения непрактична.Контактные кольца используются для передачи низкого постоянного тока для возбуждения. Небольшой генератор постоянного тока будет использоваться для обеспечения этого постоянного тока, который установлен на том же первичном двигателе. В таком генераторе переменного тока называются самовозбуждающимися, где напряжение изменяется с изменением нагрузки генератора. Желательно поддерживать напряжение на клеммах в заданном пределе. Автоматический регулятор напряжения помогает в достижении этого регулирования напряжения, которое может быть легко достигнуто путем управления током возбуждения. Если напряжение на клеммах ниже желаемого предельного значения, регулятор увеличивает ток возбуждения.Это приведет к увеличению напряжения на клеммах, если напряжение на клеммах ниже указанного предела, будет выполнено обратное.

Преимущества генераторов переменного тока:

Прежде всего, необходимо иметь в виду, что якорь находится снаружи, а полевые столбы — внутри. Полевые полюса находятся на роторе, а ротор движется с помощью первичного двигателя, то есть движутся полюса поля, за счет чего движется продукция. Обмотка якоря, находящаяся на статоре, будет вырабатывать в нем ЭДС.Имея это в виду, мы можем понять следующие моменты:

  • Изоляция, поскольку вывод, который мы получаем от обмотки якоря, легко изолировать
  • Никаких помех и других помех
  • Поскольку мы получаем выход извне, нам не нужны контактные кольца и щетки, потому что есть вероятность искрения
  • Поскольку мы используем систему возбуждения, которая обеспечивает выход постоянного тока на обмотку возбуждения, для которой нам потребуется только два контактных кольца
  • Размер машины уменьшен, так как обмотка якоря больше по размеру и тяжелее обмотки возбуждения.Так что, если мы поместим его внутрь, размер машины будет увеличиваться.
  • Высокая скорость вращения
  • Легкое охлаждение

Разница между генератором и генератором:

Есть разница между генератором и генератором , но многие люди говорят, что обе эти вещи похожи, и они оба делают одно и то же. Итак, генератор и генератор переменного тока — это одно и то же, это вообще неверно, потому что вы знаете, что обе эти машины используются для преобразования механической энергии в электрическую, и обе потребляют одинаковое количество или одинаковую мощность, которая является механической мощностью и их основной работой. производить электричество, но в чем разница? Разница в их конструкции.Есть определенные отличия:

И генератор s, и генераторы используются для выработки электроэнергии. Генератор s также известен как синхронный генератор. Оба выполняют одну и ту же функцию, но они совершенно разные во всех аспектах. Генератор используется для производства трехфазной энергии из механической энергии. Первое отличие в основном для генератора заключается в том, что под генератором мы подразумеваем машину, которая генерирует постоянный ток, например, генератор постоянного тока, это также может быть генератор переменного тока, который мы назвали индукционным генератором, или генератор переменного тока, который в основном представляет собой асинхронный двигатель, который работает при определенных условиях. .Там, где он вырабатывает электричество, а генератор предназначен только для генерации переменного тока, постоянного тока нет. Вы можете понять это по тому факту, что он называется Генератор , поэтому Генератор означает переменный генератор.

Генератор:
  1. В генераторе энергия, которую мы получаем от первичного двигателя, должна быть преобразована в электрическую мощность переменного тока с определенным напряжением и частотой. В генераторе Генератор индуцирует только переменный ток, постоянного тока нет.
  2. В Генератор электричество вырабатывается, когда магниты вращаются в статоре или обмотке, что означает, что он имеет вращающееся поле.
  3. Генератор не может заряжать разряженную батарею, и если зарядить ее, то существует вероятность сгорания.
  4. Генератор получает питание от статора
  5. Якорь в генераторе неподвижен во вращающемся магнитном поле
  6. В генераторе у нас есть широкий диапазон оборотов
  7. Генератор считается более эффективным, чем генератор, потому что он сохраняет свою энергию за счет использования единственной необходимой энергии, а оставшаяся энергия сохраняется.
  8. Мощность генератора Генератор максимальна, чем у генератора. Выходная ЭДС генератора переменная
  9. Трехфазный Генератор в основном используется, потому что он имеет несколько преимуществ при распределении, производстве и передаче. он также используется в современных автомобилях.

Генератор:
  1. Генератор преобразует механическую энергию в электрическую, и эта электрическая энергия может быть переменного или постоянного тока.Генератор может индуцировать как переменный, так и постоянный ток.
  2. В генераторах якорь или обмотка проволоки вращаются внутри фиксированного магнитного поля для выработки электричества.
  3. Генератор можно использовать для зарядки разряженного аккумулятора
  4. Генератор получает питание от ротора
  5. Якорь генератора вращается в фиксированном магнитном поле
  6. В генераторе у нас узкий диапазон оборотов
  7. Генератор использует всю производимую энергию
  8. ЭДС на выходе генератора постоянная
  9. Генератор
  10. переменного тока используется для питания всего, что требует источника переменного тока, например света, вентиляторов, больших двигателей и т. Д.в то время как генератор постоянного тока используется для тестирования в лабораториях. Он также используется в качестве источника питания двигателей постоянного тока. Он также используется для общего освещения и для зарядки аккумулятора.

Нравится:

Нравится Загрузка …

% PDF-1.4 % 321 0 объект> эндобдж xref 321 121 0000000016 00000 н. 0000004593 00000 н. 0000004731 00000 н. 0000004988 00000 н. 0000005031 00000 н. 0000005183 00000 п. 0000005597 00000 н. 0000006686 00000 н. 0000006884 00000 н. 0000008343 00000 п. 0000009423 00000 п. 0000010505 00000 п. 0000011581 00000 п. 0000012660 00000 п. 0000013734 00000 п. 0000014812 00000 п. 0000015886 00000 п. 0000016981 00000 п. 0000018070 00000 п. 0000019147 00000 п. 0000020237 00000 п. 0000021318 00000 п. 0000022402 00000 п. 0000023480 00000 п. 0000024564 00000 п. 0000025649 00000 н. 0000026726 00000 п. 0000027817 00000 п. 0000028896 00000 п. 0000029992 00000 н. 0000031073 00000 п. 0000032150 00000 п. 0000033237 00000 п. 0000034323 00000 п. 0000035408 00000 п. 0000036495 00000 п. 0000036517 00000 п. 0000041970 00000 п. 0000042159 00000 п. 0000042182 00000 п. 0000078614 00000 п. 0000078806 00000 п. 0000078828 00000 п. 0000085055 00000 п. 0000085255 00000 п. 0000085278 00000 п. 0000092665 00000 п. 0000092857 00000 п. 0000092880 00000 п. 0000117501 00000 н. 0000117694 00000 н. 0000117717 00000 н. 0000141444 00000 н. 0000141626 00000 н. 0000141648 00000 н. 0000146848 00000 н. 0000147030 00000 н. 0000147053 00000 н. 0000154370 00000 н. 0000154558 00000 н. 0000154580 00000 н. 0000159425 00000 н. 0000159626 00000 н. 0000159649 00000 н. 0000166767 00000 н. 0000166954 00000 н. 0000166977 00000 н. 0000175389 00000 н. 0000175581 00000 н. 0000175603 00000 н. 0000180777 00000 н. 0000180972 00000 н. 0000180995 00000 н. 0000197258 00000 н. 0000197449 00000 н. 0000197472 00000 н. 0000220882 00000 н. 0000221079 00000 п. 0000221101 00000 п. 0000226233 00000 н. 0000226428 00000 н. 0000226451 00000 н. 0000231714 00000 н. 0000231901 00000 н. 0000231924 00000 н. 0000260992 00000 н. 0000261194 00000 н. 0000261217 00000 н. 0000299857 00000 н. 0000300942 00000 п. 0000300965 00000 н. 0000323546 00000 н. 0000323734 00000 н. 0000323757 00000 н. 0000356216 00000 н. 0000356423 00000 н. 0000356446 00000 н. 0000364367 00000 н. 0000364548 00000 н. 0000364571 00000 н. 0000370900 00000 н. 0000371103 00000 н. 0000371126 00000 н. 0000385256 00000 н. 0000385454 00000 н. 0000385476 00000 п. 00003

00000 н. 00003 00000 н. 00003

00000 н. 0000396452 ​​00000 п. 0000396640 00000 н. 0000396663 00000 н. 0000404814 00000 н. 0000405010 00000 н. 0000405033 00000 н. 0000416677 00000 н. 0000416880 00000 н. 0000416902 00000 н. 0000420345 00000 н. 0000420536 00000 н. 0000002776 00000 н. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 441 0 obj> поток «} qO, B: F ۴, NNƵiiv-ҩQh

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.