Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
U-образные кривые и рабочие характеристики синхронного двигателя
U-образные кривые. В процессе работы синхронного двигателя в его обмотке статора наводятся ЭДС, сумма которых ΣĖ [см. (20.29) ] приблизительно равна подведенному к обмотке статора напряжению сети Uc. Эта сумма ЭДС эквивалентна результирующему магнитному полю, вызванному действием двух магнитодвижущихся сил: возбуждения Fв ≡Iв и статора F1≡I1. При неизменном напряжении сети Uс ≈— Σ Ё = const результирующее магнитное поле постоянно. Поэтому при изменении МДС возбуждения Fв (изменении тока возбуждения Iв) МДС статора F1 изменяется таким образом, чтобы их совместное действие оставалось неизменным, т. е. чтобы оставалось неизменным результирующее магнитное поле синхронного двигателя. Это изменение МДС Fi может происходить только за счет изменения величины и фазы тока статора İ1, т. е. за счет изменения реактивной составляющей тока статора Id. Например, при увеличении тока возбуждения /в начиная от наименьшего его значения (Iв≈0) возрастает МДС ротора, при этом МДС статора уменьшается. Это уменьшение МДС происходит при уменьшении индуктивной (по отношению к напряжению сети (Ус) составляющей тока статора Iа, которая оказывает на магнитную систему подмагничивающее влияние. При этом полный ток статора İ 1 = İ q + İ d уменьшается, а коэффициент мощности двигателя cosφ увеличивается. При некотором значении тока возбуждения /в индуктивная составляющая тока статора падает до нуля. При этом ток статора достигнет минимального (при данной нагрузке) значения, так как станет чисто активным (I1 =Iq), а коэффициент мощности cos cosφ1= l. Увеличение тока возбуждения сверх значения Iв, т. е. перевозбуждение двигателя, вызовет увеличение тока U, но теперь этот ток будет опережающим (емкостным) по отношению к напряжению Uc. Таким образом, при недовозбуждении (Iв <Iв') синхронный двигатель работает с отстающим током, а при перевозбуждении (Iв > Iв') — с опережающим. Зависимость тока статора от тока возбуждения для синхронного двигателя представлена U-образными кривыми (рис. 22.5). Ток возбуждения Iв соответствует работе синхронного двигателя при коэффициенте мощности cosφ— 1. При перевозбуждении двигателя в цепи статора появляется опережающий ток. Иначе говоря, синхронный двигатель является генератором реактивного тока: индуктивного по отношению к напряжению сети при недовозбуждении и емкостного при перевозбуждении. Указанная способность синхронных двигателей является их ценным качеством, которое используют для повышения коэффициента мощности электрических установок. Асинхронные двигатели, являющиеся наиболее распространенными потребителями электроэнергии, работают с cosφ1<l, создавая в сетях значительные индуктивные токи. Если же параллельно группе асинхронных двигателей включить один или несколько синхронных двигателей, работающих с перевозбуждением, то возникающая в сети емкостная составляющая тока будет частичноили полностью компенсировать индуктивную составляющую тока, обусловленную работой асинхронныхдвигателей. При этом электрическая система, разгруженная от реактивных токов, будет работать с cos φ1≈l, что способствует уменьшению потерь электроэнергии. Необходимо, однако, отметить, что при перевозбуждении синхронный двигатель потребляет значительный ток статора. Поэтому синхронные двигатели, предназначенные для работы с перевозбуждением, имеют несколько большие габариты, а их КПД меньше, чем у двигателей, предназначенных для работы с cosφ1 = 1, когда ток статора и потери; двигателя имеют минимальные значения. Аналогично синхронному генератору, включенному на параллельную работу с сетью (см. § 21.6), синхронный двигатель имеет предел устойчивости при минимальном токе возбуждения (штриховая линия в левой части рис. 22.5). Рабочие характеристики. Рабочие характеристики синхронного двигателя представляют собой зависимость частоты вращения ротора «2, потребляемой мощности P1, полезного момента М2, коэффициента мощности cosφ1 и тока в обмотке статора I1 от полезной мощности двигателя Р2 (рис. 22.6). Частота вращения ротора пч всегда равна синхронной частоте n1 = f160/p, поэтому график n2 = f(Р2) имеет вид прямой, параллельной оси абсцисс. Полезный момент на валу синхронного двигателя М2 = Р2/ω1. Так как рабочие характеристики снимают при условии f1 = const, то график М2 = f(P2) имеет вид прямой, выходящей из начала координат. Мощность на входе двигателя Р1= Р2 +ΣP. С ростом нагрузки на валу двигателя увеличиваются также и потери 2Р, поэтому потребляемая мощность Р1 растет быстрее полезной мощности Рч и график Р1 — f(Р2) имеет несколько криволинейный вид.Вид графика cosφ1= f(Р2) зависит от вида настройки тока возбуждения: если в режиме х. х. ток возбуждения установлен таким, что соsφ1 = 1, то с ростом нагрузки коэффициент мощности снижается, если же установить cosφ1 = 1 при номинальной нагрузке, то при недогрузке двигатель будет забирать из сети реактивный опережающий ток, а при перегрузке — отстающий. Обычно устанавливают ток возбуждения таким, чтобы cosφ1= 1 при средней нагрузке (рис. 22.6). В этом случае коэффициент мощности во всем диапазоне нагрузок остается достаточно высоким. Если же установить ток в обмотке возбуждения синхронного двигателя таким, чтобы cosφ1 =1 был при нагрузке несколько превышающей номинальную, то при номинальной нагрузке cos φ1≈ 0,8 и двигатель будет потреблять из сети опережающий по отношению к напряжению сети ток, что приведет к Рис. 22.5. U-образные характеристики Рис. 22.6. Рабочие характеристики синхронного двигателя синхронного двигателя
повышению коэффициента мощности этой сети. В этом отношении синхронные двигатели выгодно отличаются от асинхронных, работающих с отстающим по фазе током (особенно при недогрузке двигателя) и снижающих энергетические показатели питающей сети. Ток в обмотке статора двигателя I1= P1/(m1U1cosφ1). Из этого выражения видно, что ток I1 с увеличением нагрузки на валу двигателя растет быстрее, чем потребляемая мощность Pi, вследствие уменьшения cosφ1. Так как ротор синхронного двигателя вращается в ту же сторону, что и поле статора, то направление вращения ротора определяется порядком следования фаз линейных проводов, подведенных к обмотке статора, и порядком расположения фаз обмотки статора. Для изменения направления вращения трехфазного синхронного двигателя необходимо переключить два линейных прввода, подведенных из сети к выводам обмотки статора (см. § 9.3). В заключение необходимо отметить, что синхронные двигатели по сравнению с асинхронными имеют преимущество, заключающееся в том, что они могут работать с coφs1 = 1, не создавая в питающей сети индуктивных токов, вызывающих дополнительные потери энергии. Более того, при работе с перевозбуждением синхронные двигатели создают в сети емкостный ток, чем способствуют повышению коэффициента мощности энергосистемы в целом. Другое достоинство синхронных двигателей состоит в том) что, как это следует из (21.11), основная составляющая элек^ тромагнитного момента пропорциональна напряжению сети U1, а у асинхронных двигателей электромагнитный момент пропорционален U21 [см. (13.14)]. По этой причине при понижении напряжения в сети синхронные двигатели сохраняют большую перегрузочную способность, чем асинхронные. К недостаткам синхронных двигателей относятся их более сложная конструкция и повышенная стоимость по сравнению, с асинхронными двигателями с короткозамкнутым ротором. Кроме того, для работы синхронного двигателя требуется устройство для питания постоянным током обмотки возбуждения. Опыт эксплуатации показал, что применение синхронных двигателей общего назначения наиболее целесообразно при мощности 200 кВт и более в установках, не'требующих частых пусков и регулирования частоты вращения (мощные насосы, вентиляторы, компрессоры и т. п.). Date: 2015-09-05; view: 2212; Нарушение авторских прав |