Задания для самостоятельного решения

Примеры расчёта

Пример

Условие задачи:

Трёхфазный синхронный генератор явнополюсной конструкции, включённый на параллельную работу с сетью, характеризуется следующими параметрами:

ü номинальной мощностью кВ∙А,

ü число полюсов ;

ü линейное напряжение кВ;

ü частота сети Гц;

ü длина статора м;

ü диаметр статора м;

ü магнитная индукция в воздушном зазоре Тл;

ü коэффициент заполнения сердечника статора сталью ;

ü число последовательно соединённых витков фазной обмотки статора ;

ü обмоточный коэффициент обмотки статора ;

ü синхронное индуктивное сопротивление статора по продольной оси Ом;

ü синхронное индуктивное сопротивление статора по поперечной оси Ом.

Требуется:

1) рассчитать тормозные моменты, действующие на ротор генератора: основной , реактивный , результирующий и построить графики этих моментов в функции угла θ;

2) вычислить перегрузочную способность генератора, если режим номинальной нагрузки соответствует углу нагрузки .

Решение:

1 Фазное напряжение

(В).

2 Полюсное деление

(м).

3 Основной магнитный поток

(Вб).

4 Основная ЭДС генератора

(В).

5 Синхронная угловая скорость вращения

(рад/с) или (об/мин).

6 Максимальное значение основного электромагнитного момента генератора (

(Н∙м).

7 Максимальное значение реактивного момента генератора

(Н∙м).

8 Результаты расчётов основного момента

реактивного момента

и результирующего момента

при разных значениях угла нагрузки θ представлены в таблице 1.1.

Таблица 1.1

Параметр	Значение параметра
θ, град	20	30	45	60	70	90
, Н∙м	3803	5560	7861	9629	10452	11120
, Н∙м	2883	3883	4484	3883	2883	0
, Н∙м	6686	9446	12345	16512	13335	11120

9 Критическое значение угла нагрузки θ_кр, соответствующее максимальному результирующему моменту,

где , тогда .

10 Результаты расчётов моментов при критическом значении угла нагрузки θ_кр

основной момент

(Н∙м),

реактивный момент

, (Н∙м)

и результирующий момент

; (Н∙м).

11 По результатам расчётов построены угловые характеристики синхронного явнополюсного генератора (рисунок 1.1)

12 По характеристике результирующего момента при определяем значение номинального момента Н∙м, а затем значение перегрузочной способности генератора

Рисунок 1.1 Угловые характеристики

синхронного явнополюсного генератора

Пример 3

Условие задачи:

Синхронный трёхфазный явнополюсный генератор характеризуется следующими параметрами:

ü основная ЭДС генератора (фазное значение)

ü номинальный фазный ток нагрузки генератора

ü угол фазового сдвига между векторами основной ЭДС и тока нагрузки равен ;

ü индуктивное сопротивление статора по продольной оси Ом;

ü индуктивное сопротивление статора по поперечной оси Ом;

ü индуктивное сопротивление рассеяния обмотки статора Ом.

Требуется:

1) построить векторную диаграмму генератора;

2) определить:

ü номинальное напряжение ;

ü номинальные значения полной и активной мощностей на выходе генератора;

ü изменение напряжения при сбросе нагрузки .

Примечание:

ü Нагрузка активно-индуктивная.

ü Частота тока 50 Гц.

ü Обмотки статора соединены звездой.

ü Активным сопротивлением статора пренебречь.

Решение:

1) Уравнение напряжений явнополюсного синхронного генератора

2) ЭДС реакции якоря по продольной оси

(В).

3) ЭДС реакции якоря по поперечной оси

(В).

4) ЭДС рассеяния

(В).

5) Построение векторной диаграммы (рисунок 1.2)

Рисунок 1.2 Векторная диаграмма

Порядок построения:

ü Из начала диаграммы (точка О) в произвольном направлении откладываем вектор тока ;

ü От этого вектора под углом с учётом выбранного масштаба для напряжения проводим вектор основной ЭДС

ü Учитывая размагничивающее действие реакции якоря при индуктивном характере нагрузки, из конца вектора в обратном направлении проводим вектор ЭДС реакции якоря по продольной оси ;

ü Далее из конца этого вектора по углом 90^° к вектору основной ЭДС проводим вектор ЭДС реакции якоря по поперечной оси ;

ü Затем под углом 90^° к вектору тока из конца вектора проводим вектор ЭДС рассеяния ;

ü Соединив начало векторной диаграммы с концом вектора , получим вектор номинального напряжения на выходе генератора .

ü Измерив его длину и умножив на масштаб напряжения, определяем значение этого напряжения

ü При соединении обмотки статора в звезду линейное напряжение на выводах обмотки статора равно

ü Измерив угол между векторами и , определяем фазовый сдвиг и коэффициент мощности

6) Номинальное значение полной мощности на выходе генератора

7) Номинальное значение активной мощности на выходе генератора

8) Номинальное изменение напряжения при сбросе нагрузки

т.е. при сбросе нагрузки от номинального режима до режима холостого хода напряжение на выходе генератора увеличивается на 21,2%.

Задания для самостоятельного решения

Задача 1

Трёхфазный синхронный генератор явнополюсной конструкции, включённый на параллельную работу с сетью, характеризуется следующими параметрами (таблица 4.2):

ü номинальной мощностью кВ∙А,

ü число полюсов ;

ü линейное напряжение В;

ü частота сети Гц;

ü длина статора м;

ü диаметр статора м;

ü магнитная индукция в воздушном зазоре Тл;

ü коэффициент заполнения сердечника статора сталью ;

ü число последовательно соединённых витков фазной обмотки статора ;

ü обмоточный коэффициент обмотки статора ;

ü синхронное индуктивное сопротивление статора по продольной оси Ом;

ü синхронное индуктивное сопротивление статора по поперечной оси Ом.

Требуется:

Таблица 2.2

Величины	Номер варианта
Величины	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
S_ном, кВА	580	400	700	950	630	460	570	720	940	650
U_1ном, В	6000	660	6000	6000	6000	660	660	6000	6000	6000
	10	8	10	16	12	8	10	10	16	12
м	0,82	0,92	0,86	1,80	1,0	0,80	1,0	0,96	1,86	1,2
м	0,54	0,25	0,35	0,50	0,50	0,30	0,32	0,55	0,57	0,58
Тл	0,92	0,78	0,80	0,85	0,78	0,76	0,80	0,89	0,89	0,88
	400	66	480	450	380	60	58	460	400	350
Ом	80	1,70	85	92,7	96,5	1,50	0,95	80	90,7	90,5
Ом	39	0,78	36,6	21,5	33,6	0,45	0,37	39,6	20,5	30,6