• Самостійна робота №21

  • Скачать 14.91 Mb.


    страница26/68
    Дата29.01.2019
    Размер14.91 Mb.
    ТипУчебник

    Скачать 14.91 Mb.

    Конструкція трансформаторів


    1   ...   22   23   24   25   26   27   28   29   ...   68

    Самостійна робота №20



    Тема: Рівняння напруг синхронного генератора (СГ).

    Мета: вивести рівняння напруг СГ.

    Питання, що виносяться на самостійне вивчення:

    1 Вплив магніторушійних сил на роботу явнополюсного синхронного генератора

    2 Рівняння напруг СГ

    Література: Электрические машины: учебник для студ. образоват. учреждений сред. проф. образования/ М. М. Кацман. – 6-е изд., испр. и доп. – М.: Издательский центр «Академия», 2006. – 496 с.

    Питання для самоконтролю:

    1 Як впливає МРС на роботу явнополюсного СГ?

    2 Як визначається ЕРС розсіювання обмотки статора СГ?

    3 Завдяки чому створюється активний спад напруги в активному опорі омотки статора СГ?

    4 Як визначається напруга на виході СГ?

    5 Виведіть рівняння напруг СГ.


    1 Вплив магніторушійних сил на роботу явнополюсного синхронного генератора

    Напруга на виводах генератора, що працює з навантаженням, відрізняється від напруги цього генератора в режимі х.х. Це пояснюється впливом ряду причин: реакцією якоря, магнітним потоком розсіювання, спаданням напруги в активному опорі обмотки статора.

    Як було встановлено, при роботі навантаженої синхронної машини в ній виникає МРС, які, взаємодіючи, створюють результуючий магнітний потік. Однак при обліку факторів, що впливають на напругу синхронного генератора, умовно виходять із припущення незалежної дії всіх МРС генератора, тобто передбачається, що кожна із МРС створює власний магнітний потік.

    Але слід зазначити, що таке подання не відповідає фізичній сутності явищ, тому що в одній магнітній системі виникає один лише магнітний потік - результуючий. Але в цьому випадку припущення незалежності магнітних потоків дає можливість краще зрозуміти вплив всіх факторів на роботу синхронної машини.

    Отже з'ясуємо, яке ж впливають магніторушійні сили на роботу явнополюсного синхронного генератора.

    1. МДС обмотки збудження Fв0, створює магнітний потік порушення Ф0, що, зчіплюючись із обмоткою статора, наводить у ній основну ЕРС генератора Е0

    2. МДС реакції якоря по поздовжній осі F1d створює магнітний потік Ф1d, що наводить в обмотці статора ЕРС реакції якоря E1d [див. (20.22)], значення якої пропорційно індуктивному опору реакції якоря по поздовжній осі хad [див. (20.24)]. Цей опір характеризує рівень впливу реакції якоря по поздовжній осі на роботу синхронного генератора. Так, при насиченій магнітній системі машини магнітний потік реакції якоря Ф1d менше, ніж при ненасиченій магнітній системі. Порозумівається це тим, що потік Ф1d майже повністю проходить по сталевих ділянках магнитопровода, переборюючи невеликий повітряний зазор (див. мал. 20.3, а), а тому при магнітному насиченні опір цьому потоку помітно зростає. При цьому індуктивний опір x1d зменшується.

    3. МДС реакції якоря по поперечній осі F1q створює магнітний потік Ф1q, що наводить в обмотці статора ЕРС Е1q [див. (20.23)], значення якої пропорційно індуктивному опору реакції якоря по поперечній осі xaq [див. (20.25)]. Опір хaq не залежить від магнітного насичення машини, тому що при явнополюсном роторі потік Ф1q проходить в основному по повітрю межполюсного простору (див. мал. 20.3, б).

    4. Магнітний потік розсіювання обмотки статора Фσ1 (див. мал. 11.4) наводить в обмотці статора ЕРС розсіювання Еσ1, значення якої пропорційно індуктивному опору розсіювання фази обмотки статора х1 :

    = - j x1 . (20.26)

    5. Струм в обмотці статора I1 створює активне спадання напруги в активному опорі фази обмотки статора r1 :



    = r1 (20.27)
    2 Рівняння напруг СГ

    Геометрична сума всіх перерахованих ЕРС, наведених в обмотці статора,

    визначає напруга на виході синхронного генератора:

    = . (20-28)

    Тут геометрична сума всіх ЭДС, наведених в обмотці статора результуючим магнітним полем машини, утвореним спільною дією всіх МДС (Fв.0, F1d, F1q) і потоком розсіювання статора Фσ1.

    Активний опір фази обмотки статора r1 у синхронних машин середньої й великої потужності невелико, і тому навіть при номінальному навантаженні спадання напруги I1r1 становить настільки малу величину, що з деяким допущенням можна прийняти I1r1 = 0. Тоді рівняння (20.28) можна записати у вигляді

    (20.29)

    Вираження (20.28) і (20.29) являють собою рівняння напруг явнополюсного синхронного генератора.

    У неявнополюсных синхронних генераторах реакція якоря характеризується повної МДС статора F1 без поділу її по осях, тому що в цих машинах магнітні опори по поздовжній і поперечній осях однакові. Тому ЭДС статора в неявнополюсных машинах Е1, рівна індуктивному спаданню напруги в обмотці статора, пропорційна індуктивному опору реакції якоря ха [див. (20.19)], тобто

    (20.30)

    Потік реакції якоря Ф1 і потік розсіювання статора Фσ1 створюються одним струмом I1 [зрівняєте (20.26) і (20.30)], тому індуктивні опори ха й х1 можна розглядати як сумарний індуктивний опір



    хс = ха + х1,

    синхронний опір, що представляє собою, неявнополюсной машини. З обліком цього ЭДС реакції якоря Е1 й ЭДС розсіювання Еσ1 варто розглядати також як суму



    (20.31)

    представляющую собою синхронну ЭДС неявнополюсной машини. З обліком викладеного рівняння напруг неявнополюсного синхронного генератора має вигляд



    (20.32)

    або


    (20.33)

    Самостійна робота №21



    Тема: Векторні діаграми СГ.

    Мета: ознайомитися з принципом побудови векторних діаграм СГ.

    Питання, що виносяться на самостійне вивчення:

    1 Векторна діаграма СГ що працює на активно-індуктивне навантаження

    2 Векторна діаграма СГ що працює на активно-ємнісне навантаження

    Література: Электрические машины: учебник для студ. образоват. учреждений сред. проф. образования/ М. М. Кацман. – 6-е изд., испр. и доп. – М.: Издательский центр «Академия», 2006. – 496 с.

    Питання для самоконтролю:

    1 Опишіть порядок побудови векторної діаграми явнополюсного СГ що працює на активно-індуктивне навантаження.

    2 Опишіть порядок побудови векторної діаграми неявнополюсного СГ що працює на активно-індуктивне навантаження.

    3 Опишіть порядок побудови векторної діаграми явнополюсного СГ що працює на активно-ємнісне навантаження.

    4 Опишіть порядок побудови векторної діаграми неявнополюсного СГ що працює на активно-ємнісне навантаження.
    1 Векторна діаграма СГ що працює на активно-індуктивне навантаження

    Скориставшись рівнянням ЕРС (20.28), побудуємо векторну діаграму явнополюсного синхронного генератора, що працює на активно-індуктивне навантаження (струм відстає по фазі від ЭДС ). Векторну діаграму будують на підставі наступних даних: ЭДС генератора в режимі х.х. ; струму навантаження , і його кута зрушення ψ1, відносно ЭДС ; поздовжнього хad і поперечного хaq індуктивних опорів реакції якоря; активного опору фазної обмотки статора r1.



    При симетричному навантаженні генератора діаграму будують лише для однієї фази.


    Рис. 20.8. Векторні діаграми явнополюсного (а й б) і неявнополюсного (у и г) синхронних генераторів:

    а й в - при активно-індуктивному навантаженні; б и г - при активно-ємнісному навантаженні


    Розглянемо порядок побудови векторної діаграми (рис 20.8, а). У довільному напрямку відкладаємо вектор ЭДС і під кутом ψ1 до нього — вектор струму . Останній розкладемо на складові: реактивну = sin ψ1, і активну = sin ψ1. Далі, з кінця вектора відкладаємо вектори ЕРС , , , .

    З'єднавши кінець вектора із крапкою ПРО, одержимо вектор напруги , значення якого дорівнює геометричній сумі векторів ЭДС [див. (20.28)].



    2 Векторна діаграма СГ що працює на на активно-ємнісне навантаження

    При побудові векторної діаграми генератора, що працює на активно-ємнісне навантаження (струм випереджає по фазі ЕРС ), вектор струму , відкладають уліво від вектора ЭДС (мал. 20.8, б), а напрямок вектора встановлюють згідно з напрямком вектора ЕРС , тому що при ємнісному характері навантаження реакція якоря має подмагничивающий характер. В іншому порядок побудови діаграми залишається колишнім.

    Векторну діаграму синхронного неявнополюсного генератора будують на підставі рівняння (20.32), при цьому вектор відкладають під кутом ψ1 до вектора струму (мал. 20.8,в)



    Слід зазначити, що побудовані векторні діаграми не враховують насичення магнітного ланцюга, тому відбивають лише якісну сторону явищ. Але проте ці діаграми дають можливість зробити наступні виводи: основним фактором, що впливає на зміну напруги навантаженого генератора, є поздовжня складова магнітного потоку якоря, що створює ЕРС ; при роботі генератора на індуктивне-активно-індуктивне навантаження, тобто зі струмом , що відстає по фазі від ЕРС , напруга на виводах обмотки статора, зі збільшенням навантаження зменшується, що порозумівається впливом, що розмагнічує, реакції якоря. При роботі генератора на активно-ємнісне навантаження (зі струмом , що випереджає по фазі ЕРС ) напруга зі збільшенням навантаження підвищується, що порозумівається подмагничивающим впливом реакції якоря (мал. 20.8, г).
    1   ...   22   23   24   25   26   27   28   29   ...   68

    Коьрта
    Контакты

        Главная страница


    Конструкція трансформаторів

    Скачать 14.91 Mb.