Порядок виконання роботи. Вивчення синхронних генераторів

Практичне заняття

Вивчення синхронних генераторів

Мета заняття. Вивчити будову та принцип дії синхронних генераторів. Навчитися визначати за паспортними даними технічні характеристики, підключати синхронні генератори та двигуни.

Студенти повинні знати:

- основні частини синхронної машини;

- отримання синусоїдальної ЕРС;

- багатополюсні генератори;

- холостий хід синхронного генератора;

- реакція якоря синхронного генератор;

- зовнішня і регулювальна характеристики;

- принцип роботи синхронного двигуна.

Студенти повинні вміти:

- складати електричні схеми;

- визначати технічні характеристики за паспортними даними;

- розраховувати та визначати параметри.

Обладнання та матеріали:

1. Інструкція до практичного заняття.

2. Матеріали контрольного блоку до практичного заняття.

3. Теоретичний блок.

Література.

1. Будіщев М.С. Електротехніка, електроніка та мікропроцесорна техніка. Підручник. – Львів: Афіша, 2001. – 424 с.
2. Загальна електротехніка / В.А. Вартабедян – 4-е вид.‚ перероб. и доп. – К.: Вища шк. Головне вид-во‚ 1986. – 359с.
3. Мілих В.І. Електротехніка та електромеханіка: Навч. посібник. – К.: Каравела, 2006. – 376 с.
4. Паначевний Б.І., Свергун Ю.Ф. Загальна електротехніка: Підручник. 2-ге вид. – К.: Каравела, 2007. – 296 с.

Порядок виконання роботи

1. Вивчити теоретичні відомості.
2. Розглянути будову та принцип дії синхронних машин.
3. Розглянути режими роботи синхронних машини.
4. Оглянути синхронну машину та визначити технічні характеристики.
5. Дайте відповідь на контрольні запитання.

Будова і принцип дії синхронних генераторів

Основні частини синхронної машини

Синхронні генератори перетворюють механічну енергію первинних двигунів в електричну енергію трифазного струму.

Основними частинами будь-якого генератора є:

1) система збудження, що створює основний магнітний потік машини;

2) якір, в обмотці якого індукується ЕРС.

Генератори трифазного струму, як правило, виконуються з рухомою системою збудження (ротор) і нерухомим якорем (статор).

Для створення основного магнітного потоку в синхронних машинах застосовують електромагніти, що живляться від допоміжного джерела постійного струму. Обмотку електромагнітів прийнято називати обмоткою збудження. Якір (статор) має форму порожнистого циліндра, в пазах якого з внутрішньої сторони розміщені провідники трифазної обмотки, – по суті не відрізняється від статора асинхронної машини.

Отримання синусоїдальної ЕРС

Для отримання синусоїдальної ЕРС в обмотці якоря необхідно, щоб розподіл магнітних ліній (тобто магнітної індукції В)в повітряному зазорі між статором (1) і ротором (2) було також синусоїдальним.

Цього можна досягнути двома шляхами:

1) застосуванням електромагнітів з полюсами належної форми;

2) відповідним розміщенням обмотки збудження в пазах ротора.

У першому випадку ротор виконується з явно вираженими (виступаючими) полюсами. Полюсні наконечники мають таку форму, при якій повітряний зазор збільшується, а магнітна індукція (щільність магнітних ліній) зменшується від середини полюса до його країв.

У другому випадку ротор являє собою масивний сталевий циліндр, в пазах якого розміщена обмотка збудження. Окремі котушки цієї обмотки сполучені між собою так, як показано на мал. (суцільні лінії показують з'єднання котушок з переднього торця ротора, а пунктирні лінії із заднього торця). Магнітні потоки котушок мають спільну вісь (N – S). Розміри котушок неоднакові. Завдяки цьому максимум магнітної індукції В _m співпадає з віссю полюсів NS і по мірі віддалення від цієї осі щільність магнітного потоку убуває. Розподіл магнітної індукції в повітряному зазорі при цьому виходить близьким до синусоїдального.

Тихохідні генератори, що приводяться в рух гідротурбінами або двигунами внутрішнього згоряння, виконуються з явно вираженими полюсами. Швидкохідні паротурбінні генератори мають циліндричні ротори з неявно вираженими полюсами*.

* Кругова швидкість ротора в швидкохідних машинах досягає значенні 150 – 160 м/сек. При цих швидкостях застосовувати ротори з явно вираженими полюсами не можна за умовою механічної міцності.

Кінці обмотки збудження у ротора будь-якого виконання приєднані до двох, ізольованих від вала кілець. Струм в обмотку збудження подається через щітки, накладені на кільця. Як правило, обмотка ротора живиться від збуджувача (генератора постійного струму), що знаходиться на одному валу з ротором синхронного генератора. Потужність збуджувача становить 1 – 3% від номінальної потужності генератора.