8.7. Синхронные компенсаторы

Как было показано ранее, при построении векторных диаграмм синхронный двигатель, работающий в режиме холостого хода, обеспечивает прохождение через статорную обмотку тока, отста­ю­щего или опережающего напряжение сети на некоторый угол, зависящий от величины тока возбуждения. Такой двигатель называется компенсатором. Эта машина используется для улучшения коэффициента мощности и для регулирования напряжения линий электропередач.

Для улучшения коэффициента мощности компенсатор работает в режиме перевозбуждения и потребляет из сети емкостный ток, который компенсирует индуктивную составляющую общего тока, которая обычно имеет место при использовании асинхронных двигателей и трансформаторов. Это позволяет разгрузить линии электропитания от индуктивных составляющих токов, что приводит к уменьшению тока линий и к уменьшению потерь.

Когда электрическую энергию передают с помощью сложных сетей, трудно поддерживать постоянным напряжение на различных участках. В случае большой индуктивной нагрузки напряжение на зажимах приемников меньше напряжения, поставляемого генератором. С другой стороны, при слабой нагрузке напряжение на зажимах приемника может быть большим, чем напряжение, поставляемое генератором. Синхронный компенсатор работает в режиме перевозбуждения и при малой нагрузке эквивалентен конденсатору, что может привести к увеличению напряжения. Компенсатор, работающий с недовозбуждением, эквивалентен большой индуктивной нагрузке и может снизить напряжение на зажимах приемников. Максимальный запаздывающий ток компенсатора можно получить при нулевом значении тока возбуждения.

8.8. Способы возбуждения синхронных машин

Наиболее распространена система возбуждения генератора с помощью генератора постоянного тока, расположенного на одной оси с синхронным генератором (рис. 8.8).

Рис. 8.8

Генератор постоянного тока работает обычно в режиме самовозбуждения с обмоткой возбуждения, включенной параллельно с обмоткой якоря. Напряжение с зажимов генератора постоянного тока через контактные кольца K1 и K2 подается на обмотку возбуждения генератора.

Для возбуждения генераторов большой мощности монтируют возбудитель переменного трехфазного тока и трехфазный выпрямитель (рис. 8.9).

Рис. 8.9

В этом случае трехфазная обмотка возбудителя расположена на вращающейся части возбуждаемого генератора. На той же части смонтирован трехфазный выпрямитель. Достаточно просто запитывать якорь главного генератора. Якорь возбудителя может получать питание от внешнего источника постоянного тока или от дополнительного возбудителя постоянного тока, смонтированного на той же оси.

Для возбуждения трехфазного генератора может быть использован принцип самовозбуждения (рис. 8.10). Условия самовозбуждения генератора такие же, как и у генераторов постоянного тока.

Рис. 8.10

Постоянный ток возбуждения получают от трансформатора возбуждения, так как в большинстве случаев напряжение возбуждения меньше напряжения сети и выпрямителя. Для регулирования тока возбуждения используют резистор возбуждения . Для поддержания постоянным напряжения генератора возбуждение может использоваться в электронных установках автоматического регулирования тока возбуждения.