Tervezése és üzemeltetése a szinkron gép, villamos

Tervezése és funkciója a szinkron gép

Tervezése szinkron gépek. Szinkron gép függetlenül módok a következő két fő részből áll: egy rögzített állórész, feladatokat lát el a forgórész és a rotor forog az állórész belsejében és a kiszolgáló induktor (4.1 ábra)..

Az állórész háromfázisú szinkron gép hasonló az állórész háromfázisú aszinkron motor. Ez egy ház / hengermag 2, a tárcsázott egyes elektromos acélból készült lemezek, és a háromfázisú tekercs-3, a mag megfelelően a hornyokba.

A rotor a szinkron gép egyenáramú elektromágnes, amely létrehoz egy mágneses mezőt forog a rotor. A rotor területen kanyargó 4, amely egy speciális a gyűrű 5 Melyik egyenárammal az egyenirányító, vagy egy kis DC generátort, az úgynevezett kórokozó.

A hazai energia és szinkron gépek „brushless” gerjesztés. A kanyargós a rotor az ilyen gépek hajtott egy egyenirányító együtt forog a rotor. Az egyenirányító viszont hajtja a gerjesztő, amely egy forgó rotor egy háromfázisú tekercs gerjesztett rögzített állandó mágnesek.

A rotorok szinkron gép két típusa van: a kifejezett és implicit pólusok.

Rotorok, kiálló pólusú (. 4.1 ábrát) használnak egy viszonylag alacsony sebességű járművek (80 - 1000 f / perc), pl hydrogenerators; vannak oszlopok znachitelnoechislo. Szerkezetileg, a rotorok ilyen típusú (ábra. 4.2) áll egy 6 tengely, agyak 7, 8 pólus, megerősíti a bordázott agy pólus gerjesztőtekercs 4 elhelyezve a pólusok. A felület a pólusok a pólus csúcs egy profilt, hogy a mágneses indukció a légrés a gép van elosztva megközelítőleg szinusz. A nagy sebességű gépek (turbinák, szinkron motorok, turbófeltöltő és m. P.) Legjellemzőbb pólus rotor kialakítás nem alkalmazható, mivel a viszonylag nagy átmérőjű a forgórész és az ebből eredő elfogadhatatlanul nagy centrifugális erők.

Nagy mechanikai szilárdság van a rotor pólusa implicite kifejezést. Ez áll (ábra. 4.3) a mag 1 és a mező tekercselés 2. A mag kovácsolt acélból hengeres alakú. A külső felületén őrölt hornyok, amelyben a gerjesztési tekercselést meghatározott.

A gerjesztő tekercs elosztott barázdák a mag, hogy a mágneses mező által generált forgalomba hozták az űrben jog közel szinuszos.

A működési elve és az EMF a szinkron generátor. szinkron generátor alapul a jelenség elektromágneses indukció. Amikor tétlen armatúra tekercselés (állórész) kinyitjuk, és a mágneses mező jön létre csak a gép a forgórész mező tekercselés (ábra. 4.4). Amikor a forgórész forgása a szinkron generátor a vezetékes AP motort állandó frekvenciájú mágneses rotor NO területen áthaladó vezetékeket az állórész háromfázisú tekercselés AX, BY CZ (Fig.4.4, a) indukál EMF bennük. ahol B - a mágneses indukció közötti légrés az állórész és a forgórész; l - aktív hossza a vezeték; - lineáris sebessége a vezetékek keresztező mágneses mező.

Azt is megjegyezték, a fenti, hogy az indukciós B a légrés eloszlik szinuszosan, ahol - a mért szög a semleges vonalat, így az EMF egy vezetőben.

Kijelölő. azt találjuk, hogy EMF a vezetékek kercsek szinuszosan változik.

EMF egyes vezetékeket az egyes állórész tekercsek vannak eltolt fázisban egymáshoz képest, így azok összegezzük geometriailag (hasonló EMF indukciós motor állórész - lásd 3.8.1 ..). Az effektív értéke az EMF egy fázis által meghatározott expressziós:

ahol - a tekercselés aránya; - szinuszos EMF; - a menetszám az egyik fázis az állórész tekercs; - póluspárok száma; - maximális mágneses fluxus a forgórész pólusok; - szinkron fordulatszám.

Egyedi állórésztekercsek vannak tolva fázisban térben a villamos szöge 0. 120 és EMF egy szimmetrikus három-fázisú rendszer.

Megváltoztatja a gerjesztő áram. Beállítható a forgórész fluxus és a generátor elektromotoros arányos is. Ábra. 4.5 ábra a függőséget. forgatták a névleges fordulatszámon.

Ez a kapcsolat az úgynevezett jellemző alapjárati. Alaki jellemzőit hasonlít az alakja a mágnesezési görbe a ferromágneses mag. A jellemző az, hogy hiányzik az arányosság között a mágneses fluxus és a gerjesztő áram. telítődése miatt a jelenség a mágneses rendszer a gép.

A működési elve és a nyomaték a szinkron motor. A működési elve a szinkronmotor alapján a jelenség a vonzereje ellentétben pólus a két mágneses mező - az állórész és a forgórész. A forgó mezőt az állórész a pólusok N és S akkor keletkezik, amikor etetés az állórész tekercseinek a háromfázisú hálózat hasonlóan forgó mező indukciós motor (ábra. 4.6 állórész pólusai N és S mutatja vonalkázással, forognak az óramutató járásával ellentétes frekvencia). rotor mező által generált közvetlen átfolyó áram a forgórész tekercselés.

Tegyük fel, hogy a rotor bármilyen módon felbomlott a szinkron fordulatszám ellentétesen. Ezután a rotor pólusok és forogni fog frekvencia; lesz „fogást” a két pólus az ellentétes pólusok az állórész és a (lásd. szaggatott vonal látható. 4.6).

Ideális módja üresjáratban (ellenállás-nyomaték) tengelye a mágneses mezők az állórész és a forgórész egybeesik (ábra. 4.6.a). Ebben az esetben a pólusok hatnak a rotor és radiális erők. amelyek nem hoznak létre semmilyen nyomaték vagy ellenállási nyomaték.

Ha a tengely a gépet, hogy a mechanikai terhelés, amely megteremti húzza nyomatékot. a forgórész és az annak pólus tengelye, elmozdul abba az irányba szögben lag (ábra. 4.6, b). Most forgómezőjének az állórész hiszen „vezet”, a rotor mező és a forgórész is. Érintőleges alkatrészek és nyomatékot kelt. ahol - a rotor sugara.

A gép működik, motor üzemmódban túlmutat idő nyomaték mechanikai feszültség ellenállás.

A növekvő időben a mechanikai terhelést a forgórész tengelyére szög nő (egy bizonyos határig), ami a növekedést a motor nyomatékát. ahol a rotor fordulatszáma állandó marad és az egyenlő.

Counter-nyomaték és back EMF. Működés közben a szinkron gép generátor üzemmódban van töltve (az ábrán szemléltetett áramkör. 4.4b Zl terhelés csatlakozik az állórész tekercsek a Q kapcsoló) kercsek az áram, amely megteremti annak forgó mágneses mezőt. A regeneratív mód, ellentétben a motor működését, megelőzve a forgórész pólusai szögben pólusát az állórész mágneses mezőt. A kölcsönhatás a állórész és a forgórész pólusai szemben hat a rotor pillanatban irányított elfordulás ellen, azaz a fékezési nyomaték. Egyensúlyi állapotban az idő kiegyensúlyozza a forgó pillanatban a hajtómotor :.

A működés során a szinkron gép forgórész területén tekercsei a három-fázisú módban metszi az állórész tekercs és a EMF abban indukált, amely szerint a Lenz-szabály jár felé állórész áram. Emiatt hívják vissza EMF. Egyensúlyi állapotban a back EMF szinte teljesen kiegyenlíti a feszültséget.

Így működés közben a szinkron gép egy terheléshez (elektromos vagy mechanikus) az állórész tekercselés által indukált elektromotoros erő E és a pillanatban a rotor bekövetkezik.

armatúra reakció szinkron gép. Armatúra reakció - a hatása az armatúra mező (állórész) a mágneses mező a gép. A működését a szinkron gép egy terheléshez (elektromos generátor üzemmódban, és egy motor üzemmódban mechanikai) állórész-tekercseléséhez (armatúra) folytassa szinuszos áramok, amelyek termelnek egy forgó mágneses mezőt az állórész. A rotor forgási frekvenciája. azonban EMF frekvencia és az állórész áram. ahol - több póluspár a gép. Forgási sebessége a mágneses mező a motorban. Következésképpen, a forgórész és az állórész mező forog ugyanolyan frekvenciánál; kölcsönhatásba lépnek egymással és így a kapott forgó mágneses tér a gép. Kölcsönhatás a mezők természetétől függ a terhelés és a működési mód a gép.

Vegyük példának a armatúra reakció kétpólusú szinkron generátor burkoltan kifejezte a rotor pólusa, különböző működési rakomány jellegétől.

Amikor az aktív terhelési ellenállás R EMF fázis állórész tekercs és a jelenlegi fázisban vannak, és eléri a maximuma a pillanatban, amikor a forgórész fluxus MM1 * 0 tengelye merőleges a tengelyre nn1 állórész tekercsek (például AX ábrán. 4.7 a). Fya mágneses fluxus bezárja az állórész magok az állórész és a forgórész a légrésen át. Így, ha az aktív terhelést a forgórész fluxus tengely * 0 megelőzve Fya tengely állórész fluxus egy elektromos szög 90 0 (keresztirányú armatúra reakció). A kapott mágneses fluxus gépek (qq1 tengely) van forgatva képest a forgórész fluxus ^ 0 szögben ellentétes irányban a forgásirány.

Pusztán induktív terhelés XL áram az állórész tekercsek elmarad EMF 0-90 ezért érik el maximális olyan időpontban, amikor a pole a rotor 90 fog forogni a forgásirány 0 (ábra. 4.7, b). Ebben az esetben, az állórész fluxus ellentétes irányú mágneses fluxus a forgórész és demagnetizes gép ().

Amikor a kapacitív terhelés XC áram az állórész fázisban vezet EMF, és ezért 0 90 éri el a maximumot abban a pillanatban, amikor a rotor pólusa 90 nem éri el 0 MM1 tengelyre (ábra. 4,7). A mágneses állórész fluxus ebben az esetben van irányítva, összhangban a mágneses forgórész fluxus és felmágnesezi gép ().

Működés közben a szinkron gép a motor üzemmódban az aktuális az állórész azonos forgásirány az ellenkező irányba. a kapott motor fluxusát tengely képest elfordul a forgórész fluxus szöget. de nem ellentétes a forgás irányában, hogy a generátor, és a forgásirányt.

Így, az armatúra reakció szinkron gép változik az áramlás a gép és annak irányát (ellentétben az aszinkron gép, amelynek). CNC változás változást okoz az EMF, amelyek hátrányosan befolyásolják a működését a villamosenergia-fogyasztók, ha a gép működik, mint egy generátor. Csökkenti a káros hatása az armatúra reakciót mágneses fluxus csökkentésével értük el az állórész növelésével közötti légrés a forgórész és az állórész a szinkron gép.