2014-02-09
219ЛЕКЦИЯ 21
Характеристики синхронного генератора.
Характеристика холостого хода – зависимость ЭДС статора Е 0 от тока возбуждения I в при токе статора I = 0, частоте вращения n = const (что равносильно f = const). Так как основной магнитный поток создается током возбуждения, а между ЭДС Е 0 и потоком Ф 0m имеет место линейная зависимость, то характеристика холостого хода генератора Е 0 = f (I в) имеет тот же вид, что кривая намагничивания.
Внешняя характеристика – зависимость напряжения статора от тока якоря U = f (I я). Она снимается при n = const, I в= const, φ = const. Обычно выбирают такое значение тока возбуждения, чтобы при номинальном токе якоря (токе нагрузки) I ном напряжение также было номинальным Uном. Внешняя характеристика значительно зависит от величины нагрузки и ее характера. При активной и активно-индуктивной нагрузке с ростом тока нагрузки I я напряжение U существенно снижается. В этих случаях U поддерживают
Регулировочная характеристика. Регулировочная характеристика показывает, как следует изменять ток возбуждения I в при изменении тока нагрузки I, чтобы напряжение U оставалось постоянным: I в = f(I) при U = const, φ = const, f = const.
Так как при активно-индуктивной нагрузке с уменьшением тока от I ном до 0 напряжение увеличивается, то для поддержания его постоянным надо уменьшить результирующий магнитный поток путем уменьшения тока возбуждения. При активно-ёмкостной нагрузке – наоборот.
Схема полей статора и ротора син-
хронного двигателя
В режиме двигателя статор машины подключается к трехфазной сети, в обмотку возбуждения через щетки и кольца подается постоянный ток возбуждения. Как и в асинхронном двигателе, токи обмоток якоря создают вращающееся магнитное поле статора, а ток возбуждения – неподвижный относительно ротора поток возбуждения. Принцип действия синхронного двигателя основан на явлении притяжения северного и южного полюсов магнитных полей – статора и ротора. Если обеспечить условия для электромагнитного сцепления разноименных полюсов статора и ротора, то в дальнейшем поле статора и ротор будут вращаться с одинаковой частотой n (синхронно), причем поле статора будет ведущим, а ротор – ведомым
(S -полюс якоря «тянет» за собой
N -полюс ротора).
Рассмотрим работу синхронного двигателя, начиная с момента пуска. Пусть одновременно подается питание в обмотки якоря и обмотку возбуждения. Так как у поля статора практически отсутствует момент инерции (вращаются только силовые линии поля), то оно мгновенно набирает синхронную скорость вращения. Из-за высокой линейной скорости полюсов поля якоря и значительного момента инерции ротора полюсы ротора не успевают сцепиться с разноименными полюсами поля якоря и пуск двигателя не происходит.
Для осуществления пуска необходимо предварительно раскрутить ротор до частоты вращения, близкой к синхронной.
