9.1.4. Рабочие характеристики сд.
Рабочими характеристиками называются характеристики:
I1 =f(P2), КПД =f(P2),COSQ=f(P2),P1 =f(З2).
Характеристики приведены на рис.9.3.
Рис. 9.3. Рабочие характеристики СД.
Все виды потерь в СГ можно разделить на основные и добавочные.
Основные потери.
1. Электрические потери в обмотке статора:
Pm1 = m1 * I12 * R1
R1 - сопротивление обмотки статора.
2. Потери в обмотке возбуждения:
а. При работе от отдельного возбудителя:
Pf= I2 * Rf
в. При работе от возбудителя на валу.
Pf= If2 * Rf / ηv
где ηv- К.П.Д. - возбудителя.
ЭМ.СM. 9.4. 23.03.2008.06.08.09.
3. Магнитные потери или потери в стали Pst = f(U) и определяемые из ХХХ.
4. Механические потери Pm.
5. Добавочные потери.
5.1. Добавочные потери в полюсных наконечниках Pdpn, определяемые из ХХХ.
5.2. Добавочные потери при нагрузке принимаются Pдоб для машин до 1000 кВт равными 0.5 % от P1 и 0.25 - 0.4 % lkz машин мощностью более 1000 кВт.
6. Суммарные потери:
Pсум = Pm1 + Pf+ Pst + Pm + Pdoб + Pst
К.П.Д. = 1- Pсум / (Pн + Pсум )
9.5. Угловые характеристики явнополюсного cд.
Угловые характеристики СД аналогичны угловым характеристикам СГ.
Рис. 9.4.
P2 = m * U * E * SIN / Xd + m * U2 / 2 * SIN 2 *( 1/Xq - 1/ Xd)
Это выражение называется угловой характеристикой синхронной машины. В него надо подставлять насыщенные значения Xd и Xq и значения Е по спрямленной насыщенной характеристике холостого хода.
Мощности, определяемой из приведенного выражения соответствует момент равный:
M = P2 / 2 = pτ P / ( 2 f1 )
Таким образом, мощность и электромагнитный момент являются синусоидальной функцией и имеет две составляющие:
1. Основную составляющую момента:
Mос = m * p * U * E * SIN / Xd / ω1
2. Реактивную составляющую момента:
Мр = m * p * U2 / 2 / ω1 * SIN 2 *( 1/Xq - 1/ Xd)
Устойчивая работа на угловой характеристике возможна при = 0 <кр.
Отношение максимального момента к номинальному называется перегрузочной способностью СД.
Km = Mm / Mн
ЭМ.СM. 9.5.23.03.2008.12.10.10.
Ротор СД вращается синхронно с магнитным полем - это основная особенность СД.
Рис. СМ. 9.4. Угловая характеристики явнополюсного СД.
9.6. U - образные характеристики СД.
U - образные характеристики СД аналогичны U - образным характеристикам СГ. Рис 9.5.
Рис. CM. 9.5. U - образные характеристики СД.
Точка А соответствует току холостого хода, невозбужденной машины
Ia = U/Xd
Линия АВ - представляет собой линию границы устойчивости.
Линия СД - линию постоянного COS = 1
9.7. Синхронные компенсаторы.
Синхронный компенсатор предназначен для генерирования реактивной мощности.
При подключении СК параллельно потребителю и создании режима перевозбуждения в сети появится ток опережающий фазное напряжение сети Uc.
Т.к. синхронный компенсатор не несет какой либо активной нагрузки то активная составляющая тока очень мала.
При Е>Uc, машина перевозбуждена и ток, в соответствии с векторной диаграммой на рис. 9.6. а, будет отставать отdU=E-Ucи от напряжения на угол90ºт.е. машина будетгенерировать индуктивный ток.
ЭМ.СM. 9.6.23.03.2008.12.10.10.
Если Е < Uc, машина недовозбуждена, в соответствии с векторной диаграммой на рис. 9.6.б ток также будетотставать отdU = E - Uc на 90º. но опережать напряжение на угол 90º т.е. будет отдавать в сеть емкостный ток или потреблять индуктивный.
∆U E U ∆U
U Е
I I
Uc Uc
A. б.
Рис. СМ. 9.6. Векторная диаграмма синхронного компенсатора СК.
а. Перевозбужденная.
б. Недовозбужденная.
Реактивная мощность СК равна
Q = (3) * Uл * Iл * SIN
Синхронные компенсаторы это машины большой мощности от 10 до 160 тыс. кВт горизонтального исполнения без выступающего конца вала.
Наиболее важная характеристика СК U -образные характеристики.
Синхронные компенсаторы применяются для генерирования реактивной мощности и для стабилизации напряжения при передаче энергии на большие расстояния.
При длинных линиях на конце линии при больших индуктивных нагрузках напряжение у потребителя резко снижается, при малых нагрузках может даже повышаться по влиянием емкостных сопротивления линии.
Если в конце линии включить СК работающий при больших нагрузках с перевозбуждением, а при малых с недовозбуждением, то можно поддерживать в конце линии постоянное напряжение.
Регулировка возбуждения такого СК производится автоматически.
ЭМ.СM. 10.1. 26.03.2005. 06.08.09.