Билет № 3

1. Системы возбуждения синхронных машин: независимая система возбуждения

бесщеточная система возбуждения, бесщеточная диодная система с тиристорным

возбуждением (основные характеристики и конструкция)

Разновидностью вентильной независимой системы возбуждения является бесщеточная система возбуждения.бесщеточная система возбуждения: Система возбуждения турбогенератора (гидрогенератора, синхронного компенсатора), в которой передача энергии от возбудителя к обмотке возбуждения синхронной машины осуществляется без посредства скользящего щеточного контакта;

В этом случае на валу основной синхронной машины размещается якорь возбудителя переменного тока с трехфазной обмоткой. Переменное напряжение этой обмотки с помощью выпрямительного моста, закрепленного на валу машины, преобразуется в постоянное напряжение и непосредственно (без колец) подается на обмотку возбуждения основного генератора. Обмотка возбуждения возбудителя располагается на статоре и получает питание от независимого источника.

Достоинством бесщеточной системы возбуждения является отсутствие коллекторов, контактных колец и щеток, благодаря чему значительно повышается надежность ее работы и облегчается эксплуатация. Недостатком этой системы возбуждения является необходимость останова машины для подключения резервного возбуждения и замены вышедших из строя выпрямителей и перегоревших предохранителей.

СМ с постоянными магнитами: конструкция, уравнения напряжения,

угловые характеристики

Машины с постоянными магнитами позволяют уменьшить потери, а также (при полюсах, расположенных на роторе) устранить подвод тока через контактные кольца к обмотке возбуждения. В настоящее время синхронные машины. с постоянными магнитами широко используют как микро -двигатели, генераторы небольшой мощности и тахогенераторы. В этих машинах вместо обмотки возбуждения применяют блок постоянных магнитов, изготовляемый из магнитотвердого материала — кобальтовой стали, а также различных сплавов из алюминия, никеля, железа и кобальта, обладающих большой коэрцитивной силой. Постоянные магниты в таких машинах располагают в большинстве случаев на роторе. Статор имеет обычную конструкцию, в его пазах размещают одно-, двух- или трехфазную обмотку.

Назначение.Машины с постоянными магнитами позволяют уменьшить потери в машине, а также (при полюсах, расположенных на роторе) устранить подвод тока через контактные кольца к обмотке возбуждения. В настоящее время синхронные машины с постоянными магнитами широко используют как микродвигатели, генераторы небольшой мощности и тахогенераторы. В этих машинах вместо обмотки возбуждения применяют блок постоянных магнитов, изготовляемый из магнитотвердого материала — кобальтовой стали, а также различных сплавов из алюминия, никеля, железа и кобальта, обладающих большой коэрцитивной силой. Постоянные магниты в таких машинах располагают в большинстве случаев на роторе. Статор имеет обычную конструкцию, в его пазах размещают одно-, двух- или трехфазную обмотку.

Тахогенераторы. Синхронный тахогенератор представляет собой одно- или трехфазную синхронную машину с постоян-ными магнитами на роторе. В такой машине при вращении ротора в обмотке якоря индуцируется ЭДС, действующее Значение которой

Е0 = 4,44f1wako6aФв = 4,44wako6aФврn/60 = сп - пропорционально частоте вращенияn. Таким образом, ЭДС холостого хода пропорциональна частоте вращения. Частота ЭДС Е0 также зависит от частоты вращения и, что является большим недостатком синхронного тахогенератора. Выражение для выходной характеристики тахогенератораUвых =f(n) можно получить из уравнения Úвых = É0 - ÍaZa= É0 - Úвых(Za/Zн ), гдеIa— ток, проходящий по выходной обмотке (обмотке якоря);ZaиZн — полные сопротивления обмотки якоря и нагрузки. Выполнив несложные преобразования, получим

Úвых = É0 /(1 + Za/Zн ) = сп/(1 +Za/Zн ).

следует, что в синхронном тахогенераторе зависимость выходного напряжения Uвых от частоты вращенияnявляется нелинейной, так как в значения сопротивленийZaиZн входят индуктивные сопротивления обмотки якоря и нагрузки, зависящие от частотыf, т. е. отn. Поэтому синхронные тахогенераторы, несмотря на простоту конструкции и отсутствие скользящих контактов, не применяют в схемах автоматических устройств.