• Самостійна робота №24

  • Скачать 14.91 Mb.


    страница28/68
    Дата29.01.2019
    Размер14.91 Mb.
    ТипУчебник

    Скачать 14.91 Mb.

    Конструкція трансформаторів


    1   ...   24   25   26   27   28   29   30   31   ...   68

    Самостійна робота №23



    Тема: Втрати і коефіцієнт корисної дії СМ.

    Мета: ознайомитися з видами втрат СМ та вивести формулу для визначення коефіцієнту корисної дії СМ.

    Питання, що виносяться на самостійне вивчення:

    1 Втрати СМ

    2 Коефіцієнт корисної дії СМ

    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 Які є види втрат в СМ?

    2 Які втрати виникають в осерді статора СМ?

    3 Які втрати виникають в обмотці статора СМ?

    4 Які є додаткові втрати в СМ?

    5 Від чого залежить ККД СМ?


    1 Втрати СМ

    Перетворення енергії в синхронній машині пов'язане із втратами енергії. Всі види втрат у синхронній машині розділяються на основні й додаткові.

    Основні втрати в синхронній машині складаються з електричних втрат в обмотці статора, втрат на порушення, магнітних втрат і механічних втрат.

    Електричні втрати в обмотці статора (Вт)



    Рэ1 = m1 I12 r1 (20.37)

    де r1 — активний опір однієї фази обмотки статора при розрахунковій робочій температурі, Ом.

    Втрати на збудження (Вт):

    а) при порушенні від окремого збуджувального пристрою



    Рв = Iв2 rв + ΔUщ Iв (20.38)

    де rв — активний опір обмотки збудження при розрахунковій робочій температурі, Ом; ΔUщ = 2 У — спадання напруги в щітковому контакті щіток;

    б) при порушенні від генератора постійного струму (збудника), зчленованого з валом синхронної машини,

    Рв = (Iв2 rв + ΔUщ Iв)/ ηв. (20.39)

    де ηв. = 0,80 ÷ 0,85 - КПД збудника.

    Магнітні втрати синхронної машини відбуваються в сердечнику статора, що підданий перемагнічуванню обертовим магнітним полем. Ці втрати складаються із втрат від гістерезису Рг і втрат від вихрових струмів Рв. т:

    Рм = Рг + Рв. т. (20.40)

    Механічні втрати (Вт), рівні сумі втрат на тертя в підшипниках і втрат на вентиляцію (при самовентиляції машини),

    Рмех ≈ 3,68р ( ) 3 (20.41)

    де

    v2 = π (D1 - 2δ)n1/60 (20.42)

    — колова швидкість на поверхні полюсного наконечника ротора, м/с; l1 — конструктивна довжина сердечника статора, мм.

    Додаткові втрати в синхронних машинах розділяються на два види: пульсационные втрати в полюсних наконечниках ротора й втрати при навантаженні.

    Додаткові пульсационные втрати Рп у полюсних наконечниках ротора обумовлені пульсацією магнітної індукції в зазорі через зубчатости внутрішньої поверхні статора. Значення цих втрат (Вт)

    Рп = kп р bп l1 (10-4 Z1 n1)1,5 [Bδ (kδ1 – 1 )t1]2 10-6, (20.43)

    де kп - коефіцієнт, що враховує товщину аркушів полюсів ротора (при товщині аркушів 1 мм kп = 4,6; при товщині аркушів 2 мм kп = 8,6; при масивних полюсних наконечника kп = 23,3); bр — ширина полюсного наконечника, мм; Z1 — число пазів на статорі; Bδ - магнітна індукція в зазорі, Тл; kδ1 - коефіцієнт повітряного зазору статора; t1 - зубцовое розподіл статора, мм.

    Додаткові втрати при навантаженні Pдоб у синхронних машинах визначають у відсотках від подводимой потужності двигунів або від корисної потужності генераторів. Для синхронних машин потужністю до 1000 квт додаткові втрати при навантаженні приймають рівними 0,5%, а для машин потужністю більше 1000 квт - 0,25-0,4%. Сумарні втрати в синхронній машині (квт)

    Р = (Рэ1 + Рв + Рм1 + Рмех + Рп + Рдоб) 10-3 (20 44)


    2 Коефіцієнт корисної дії СГ

    Коефіцієнт корисної дії: для синхронного генератора



    ηг = 1 - ∑Р / (Рном + ∑Р) (20.45)

    де

    Рном = m1 U1ном I1ном cos φ1 10-3 (20.46)



    - активна потужність, що відбирає від генератора при його номінальному навантаженні, квт;

    для синхронного двигуна



    ηд = 1 -Р / Р1ном (20.47)

    Тут U1ном й I1ном — фазні значення напруги й струму статора.


    КПД синхронної машини залежить від величини навантаження (β = Р2/ Рном) і від її характеру (соs φ1). Графіки цієї залежності аналогічні зображеним на мал. 1.41. КПД синхронних машин потужністю до 100 квт становить 80-90%, у могутніших машин КПД досягає 92-99%. Більше високі значення КПД ставляться до турбо- і гідрогенераторів потужністю в десятки й навіть сотні тисяч кіловат.

    Самостійна робота №24



    Тема: U-подібні характеристики СГ.

    Мета: ознайомитися з призначенням U-подібної характеристики синхронного генератора та навчитися її будувати.

    Питання, що виносяться на самостійне вивчення:

    1 Загальні поняття

    2 Побудова U-подібної характеристики синхронного генератора

    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 Що відбувається в СГ при зміні струму в обмотці збудження?

    2 Поясніть процес перезбудження СГ.

    3 Поясніть процес недозбудження СГ.

    4 На що впливає ступінь збудження СГ?

    5 Для чого необхідна побудова U-подібної характеристики СГ?



    6 Поясніть принцип побудови СГ.
    1 Загальні поняття

    Раніше ми розглядали паралельну роботу синхронного генератора при незмінному струмі порушення. Що ж відбудеться в синхронному генераторі, якщо після підключення його до мережі для паралельної роботи змінити струм у його обмотці збудження, залишивши незмінним обертаючий момент приводного двигуна? Припустимо, що генератор після підключення на мережу працює без навантаження і його ЕРС урівноважує напругу мережі . Е цьому збільшити струм в обмотці збудження, тобто перезбудити машину, то ЕРС збільшиться до значення й у ланцюзі генератора з'явиться надлишкова ЭДС (мал. 21.10, а), вектор якої збігається по напрямку з вектором ЕРС . Струм , викликаний ЕРС , буде відставати від її по фазі на 90° (оскільки ). Стосовно ЕРС цей струм також буде відстаючим (індуктивним). Зі збільшенням перепорушення значення реактивного (індуктивного) струму збільшиться.

    Якщо після того, як генератор підключений до мережі, зменшити струм порушення, тобто недозбудити машину, то ЕРС зменшиться до значення й у ланцюзі генератора знову буде діяти надлишкова ЕРС . Тепер вектор цієї ЭДС буде збігатися по напрямку з вектором напруги мережі (мал. 21.10, б), і тому струм , викликаний цієї ЕРС і відстаючої від її по фазі на 90°, буде випереджальним (ємнісним) стосовно ЕРС генератора .

    Виконане на векторних діаграмах можна пояснити наступної При перепорушенні генератора збільшується МРС порушення .


    Рис. 21.10. Векторні діаграми ЕРС синхронного генератора, включеного на паралельну роботу.
    Це супроводжується появою в обмотці статора реактивного струму , яким стосовно ЕРС є відстаючим (індуктивним). Ви кликана цим струмом реакція, що повздовжньо-розмагнічує, якоря компенсує надлишкову МРС порушення так, що ЕРС генератора залишається незмінної. Такий же процес відбувається й при недопорушенні генератора з тією лише різницею, що в обмотці з'являється випереджальний (ємнісний) струм , а викликана цим струмом реакція, що повздошно^-намагнічує, якоря компенсує відсутню МДС порушення.


    Рис. 21-11. U-образні характеристики синхронного генератора.
    Варто мати на увазі, що струм , що відстає по фазі від ЭДС , стосовно напруги мережі є випереджальним струмом й, навпаки, струм , що випереджає по фазі ЕРС , є відстаючим стосовно напруги .

    Есчи при всіх змінах струму порушення обертаючий момент приводного двигуна залишається незмінним, те також незмінної залишається активна потужність генератора:

    Із цього вираження бачимо, що при активна складова струму статора .



    Таким чином, ступінь порушення синхронного генератора впливає тільки на реактивну складову струму статора. Що ж стосується активної складової струму , то вона залишається незмінної.
    2 Побудова U-подібної характеристики синхронного генератора

    Залежність струму статора від струму в обмотці збудження при незмінному активному навантаженні генератора виражається графічно U-образної кривої. На мал. 21.11 представлені U-образні характеристики при = const, побудовані для різних значень активного навантаження: = 0; = 0,5 й = . U-образні характеристики синхронного генератора показують, що будь-якому навантаженню генератора відповідає таке значення струму порушення , при якому струм статора стає мінімальною й рівним тільки активною складовою: . У цьому випадку генератор працює при коефіцієнті потужності =1. Значення струму порушення, що відповідають =1 при різному навантаженні генератора, показані на мал. 21.11 пунктирної кривої. Деяке відхилення цієї кривої вправо вказує на те, що при збільшенні навантаження струм порушення, що відповідає =1, трохи зростає. Порозумівається це тим, що при росту навантаження необхідно деяке збільшення струму порушення, що компенсує активне спадання напруги.

    Необхідно мати у виді, що при поступовому зменшенні струму порушення наступає таке мінімальне його значення, при якому магнітний потік обмотки збудження виявляється настільки ослабленим, що синхронний генератор випадає із синхронізму — порушується магнітний зв'язок між збудженими полюсами ротора й обертовим полем статора. Якщо з'єднати всі крапки мінімально припустимих значень струму порушення на U-образних характеристиках (штрихова лінія в лівій частині мал. 21.11), то одержимо лінію межі стійкості роботи синхронного генератора при недопорушенні.
    1   ...   24   25   26   27   28   29   30   31   ...   68

    Коьрта
    Контакты

        Главная страница


    Конструкція трансформаторів

    Скачать 14.91 Mb.