Синхронные машины

СИНХРОННЫЕ МАШИНЫ

Синхронные машиныМеханическая энергия превращается в электрическую почти исключительно синхронными генератор а м и. Так называются электрические машины, у которых скорость вращения ротора жестко связана с числом пар полюсов и частотой тока,

п = (• 60)/p

При промышленной частоте f = 50 гц и р = 1, 2, 3 и т. д. роторы синхронных машин имеют скорости вращения п = 3 000, 1 500, 1 000 об/мин и т. д. Синхронные генераторы, приводимые во вращение быстроходными паровыми турбинами, называются турбогенераторами и имеют обычно п = 3 000, 1 500 об/мин. Число пар полюсов их 1, 2.

Синхронные генераторы, которые вращаются гидравлическими турбинами, использующими энергию воды рек и водохранилищ, называются гидрогенераторами. Так как гидравлическая турбина не может в этом случае быть быстроходной, то для получения тока стандартной частоты 50 гц число пар полюсов гидрогенератора приходится делать большим. Так, гидрогенераторы Братской ГЭС по 225 000 квт, 15 750 в, cos φ = 0,85 построены на п = 125 об/мин при р = 24. Гидрогенераторы Красноярской ГЭС на 500 000 квт, 15 750 в, cos φ = 0,85 имеют п = = 93,8 об/мин и р = 32.

Рис. 11-1. Общий вид ротора турбогенератора.

Синхронные машины работают также и в режиме электродвигателей, с успехом заменяя асинхронные электродвигатели больших мощностей. Они применяются для привода мощных насосов и воздуходувок.

Ротор турбогенератора без обмотки и одна секция обмотки возбужденияСинхронные двигатели, работающие вхолостую и имеющие поэтому облегченную механическую конструкцию, называются синхронными компенсаторами и служат для улучшения cos φ сетей и к. п. д. электростанций.

УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ СИНХРОННОЙ МАШИНЫ

Синхронные машины имеют две основные части: статоре помещенной на нем обмоткой, в которой наводится э. д. с. и поэтому называемой обмоткой якоря, и ротор, который при нормальном исполнении машин несет полюсы с обмоткой возбуждения. Обмотка статора (якоря) вполне подобна обмотке статора асинхронного двигателя (рис. 10-9 — 10-12). Ротор турбогенераторов имеет вид цилиндра, с помещенной в пазах его обмоткой возбуждения (рис. 11-1). Пазы ротора и секция обмотки возбуждения схематически показаны на рис. 11-2. Ротор тихоходной машины имеет выступающие полюсы подобно показанному схематически на рис. 11-3.

Во всех случаях ток в обмотке возбуждения 1 подводится через щетки и контактные кольца от возбудителя В — специального генератора постоянного тока обычно параллельного возбуждения (рис. 11-4), помещенного на общем валу с ротором или механически соединенного с ним. В последнее время постоянный ток для возбуждения получают иногда от ртутных и полупроводниковых выпрямителей.

Рис. 11-2. Ротор турбогенератора без обмотки и одна секция обмотки возбуждения. 

Для машин малой мощности иногда применяют обращенную конструкцию, при которой полюсы неподвижны, а обмотка якоря вращается.

Генератор работает следующим образом. Ротор машины (рис. 11-3, 11-4) приводится во вращение первичным двигателем с номинальной скоростью, которая поддерживается постоянной автоматическим регулятором скорости двигателя.

Схема тихоходного синхронного генератор

После этого возбуждают генератор, подавая ток возбуждения Iв в обмотку ротора 1. Вращающийся с постоянной скоростью поток полюсов Фв, пересекая обмотку якоря 4(рис. 11-4), наводит в ней э. д. с.

E0 = 4,44ФвfɯƦ0,

называемую э. д. с. холостого хода.

Рис. 11-3. Схема тихоходного синхронного генератора.

Характеристика холостого хода синхронного генератора Е0 = f (Iв) при I = 0 и f = const вполне аналогична такой же характеристике генератора постоянного тока с независимым возбуждением.

 

Статья на тему Синхронные машины