Билет 18

1. Методы пуска синхронной машины.

Методы пуска синхронной машины:

• Асинхронный пуск при номинальном или пониженном напряжении

• Пуск с помощью разгонного двигателя

• Частотный или синхронный пуск

1). Асинхронный пуск

На роторе двигателя находится обмотка возбуждения и пусковая обмотка. Пусковая обмотка – это короткозамкнутая обмотка, аналогична обмотке типа беличья клетка. Она располагается в полюсных наконечниках двигателя и создает вращающий момент при пуске. В установившемся режиме эта обмотка является демпферной (успокоительной). Обеспечивает успокоение колебаний ротора СД при действии возмущений. Успокоительная обмотка также имеется и в СГ, также выполняет функцию успокоения колебаний.

Перед пуском переключатель П ставится в положение 1 и обмотка возбуждения замыкается на гасительное сопротивление. Обмотка статора подключается к сети выключателем В и двигателем разгоняется в асинхронном режиме. После того, как частота вращения ротора достигнет подсинхронной величины (0,95 от n_ном) – переключатель переводиться в положение 2, в обмотку возбуждения подается постоянный ток, двигатель втягивается в синхронизм. Втягивание в синхронизм сопровождается механическими и электрическими колебаниями. Гасительное сопротивление нужно для того, чтобы избежать пробоя изоляции. При разомкнутой обмотке возбуждения в ней в процессе пуска наводится большая ЭДС.

Прямой асинхронный пуск СД возможен, если пусковой ток двигателя меньше допустимого тока сети:

Если 1-ое условие не выполняется, то применяется пуск при пониженном напряжении – реакторный или трансформаторный.

Для пуска небольших СД иногда применяют схему пуска с наглухо подключенным возбудителем без гасительного сопротивления и без переключателя. В процессе пуска по этой схеме возбудитель В возбуждается при частоте вращения n≈0,5n_номи дальнейших разгон двигателя сопровождается непрерывными толчками момента и тока.

2). Пуск с помощью разгонного двигателя

Разгоняющий двигатель – асинхронный двигатель небольшой мощности, находиться на одном валу с синхронном. Он разгоняет СД до подсинхронной скорости, затем обмотка статора СД подключается к сети и в обмотку возбуждения подается постоянный ток.

3). Частотный или синхронный пуск

СД с самого начала возбужден. Обмотка статора подключена к сети черезпреобразователь частоты. Частота плавно повышается от 0 до номинальной величины, при этом происходит плавный пуск двигателя без толчков и колебаний, а величина ускорения может регулироваться в зависимости от требований механизма, который приводится СМ.

Реакция якоря неявнополюснойСМ: уравнения напряжения и МДС, ВД

Поля якоря и индуктора, действующие совместно, образуют результирующее поле.Под влиянием поля якоря результирующее поле машины изменяется. Это явление называется реакцией якоря.

В зависимости от типа НГ и ржима работы М. реакция Я. будет размагничивающая либо подмагничивающая.

Реакция якоря в неявнополюсной машине. В этой машине воздушный зазор между статором и ротором по всей окружности остается неизменным, поэтому результирующий магнитный поток машины Фрез и создаваемую им ЭДС Е при любой нагрузке можно определить по характеристике холостого хода, исходя из результирующей МДС Fрез .Однако при отсутствии насыщения в магнитной цепи машины этот метод определения потока Фрез можно существенно упростить, так как от сложения указанных МДС можно перейти к непосредственному сложению пространственных векторов соответствующих потоков:Фрез = Фв + Фа(геометрическая сумма) .

Рис. 6.19. Магнитные потоки в неявнополюсной машине при различных углах ψ нагрузки

Рис. 6.20. Кривые распределения индукции в неявнополюсной машине и векторные диаграммы потоков и ЭДС при различных углах ψ

Для цепи якоря неявнополюсной синхронной машины можно написать уравнение

где Esa – э.д.с, индуктированная в обмотке якоря потоком рассеяния; xsa–индуктивное сопротивление, обусловленное этим потоком.

Так как э.д. с. Е индуктируется результирующим потоком Фрез, который создается результирующей м.д. с.по характеристике холостого хода можно определить Fрез, соответствующую э.д. с. Е. Вектор совпадает по фазе с вектором , а оба эти вектора опережают по фазе вектор Ė на 90°.

Зная и параметры машины, можно найти м.д.с. возбуждения

,а затем по характеристике холостого хода определить величину э.д. с. холостого хода Е0. Вектор Ė0 отстает от вектора на 90°.

Если машина не насыщена, то векторная диаграмма существенно упрощается, так как в этом случае складывают не м.д. с. и , а соответствующие им потоки и э. д. с. Упрощенную векторную диаграмму синхронной неявнополюсной машины

Поскольку падение напряжения в активном сопротивлении обмотки статора Iаrа сравнительно невелико, им можно пренебречь. Заменяя, кроме того, в уравнении (8–19а) Ėа = – jİаха, получим

Величину xa + xsa = xсн называют полным или синхронным индуктивным сопротивлением машины. Следовательно, уравнениеможет быть представлено в виде (1.19в)

Упрощенная векторная диаграмма, соответствующая уравнению (1.19в):

Упрощенная векторная диаграмма синхронной неявнополюсной машины с учетом (а) и без учета (б) активного падения напряжения в якоре

Угол θ между векторами Ù и Ė0 называют углом нагрузки. При работе синхронной машины в генераторном режиме напряжение Ù всегда отстает от э.д.с. Ė0, в этом случае угол θ считается положительным. Чем больше нагрузка генератора (отдаваемая им мощность), тем больше угол θ.