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
Править] Принцип действия
|
|
Реферат: Характеристики синхронного генератора 
Рис. 1.1. Внешние характеристики трехфазного синхронного генератора приизменении нагрузки с заданным коэффициентом мощности нагрузки: а - от режимахолостого хода до номинальной; б - от номинальной до режима холостого ходапозволяют определить изменение напряжения генератора при увеличении нагрузкиот режима холостого хода до номинального тока, а вторые - при снижениинагрузки от номинальной до режима холостого хода.Основной естественной внешней характеристикой синхронного генератора считаюткривую Uг (Iг), полученную при симметричном режиме, коэффициенте мощности приемников cos φ = 0,8 и φ > 0. Для поддержания напряжения синхронного генератора неизменным при переменнойнагрузке приходится регулировать ток возбуждения IB в обмотке ротора по закону,определяемому регулировочными характеристиками, крутизна которых зависит отхарактера нагрузки и ее коэффициента мощности (рис. 6.6). Так, приувеличивающемся токе нагрузки, отстающем по фазе от напряжения на угол φ> 0, возникает размагничивающее действие реакции якоря и соответствующаярегулировочная характеристика поднимается, а при возрастающем токе нагрузки,опережающем по фазе напряжение на угол φ < 0, она снижается вследствиеподмагничивающего действия реакции якоря.Регулировочные характеристики дают возможность установить пределы изменениясинхронного генератора и выбрать аппараты для регулирования напряжения.Регулировать ток возбуждения при изменении нагрузки генератора можно, изменяясопротивление обмотки возбуждения.Регулировать ток возбуждения при изменении нагрузки генератора, который натепловозе работает в качестве возбудителя основного тягового генератора, можноне только воздействуя на регулирующий реостат Rp, но иавтоматически, что особенно удобно при синхронных генераторах ссамовозбуждением (рис. 1.3). Здесь при холостом ходе генератора вторичныеобмотки вольтодобавочного трансформатора Трв играют роль дросселей, снижающихнапряжение на зажимах согласующего трансформатора Трс, через который питаютсяполупроводниковые диоды В. При увеличении нагрузки генератора в этих обмоткахнаводится ЭДС, в результате чего напряжение на диодах возрастает иувеличивается ток возбуждения генератора, что приводит к относительнойстабилизации напряжения на его зажимах.Электромагнитная мощность трехфазного синхронного генератора Pэм - мощность,передаваемая электромагнитным путем обмотке статора вращаемым ротором иотличающаяся от мощности P2внешней цепи только на мощность 3R2I 2 отвечающуюпотерям электрической энергии в обмотке статора, определяется выражением 
гдеR2 - активное сопротивление фазы обмотки статора. 
Рис. 1.2. Регулировочные характеристики трехфазного синхронного генераторапри различном коэффициенте мощности приемниковПоскольку потери электрической энергии в обмотке статора незначительны, можносчитать, что мощности Pэм и P2 практически одинаковы. Поэтому электромагнитную мощность находят: Поскольку электромагнитная мощность Pэм зависит от ЭДС холостого ходаЕх, определяемой током возбуждения Iв, то некоторымперевозбуждением машины можно увеличить максимальную электромагнитную мощность,при этом повышается статическая устойчивость работы машины, но такжеусиливается нагрев обмотки ротора. 
Рис. 1.3. Схема трехфазного синхронного генератора с самовозбуждением Работа трехфазных синхронных машин в генераторном режиме сопровождаетсяпотерями энергии, которые аналогичны потерям в асинхронных машинах.Эффективность работы трехфазного синхронного генератора характеризует КПД,который при симметричной нагрузке находят по формуле 
где Uл и Iл - действующие линейные напряжения и ток;ΔP - суммарные потери, отвечающие данной нагрузке машины.Максимальное значение КПД синхронного генератора отвечает нагрузке, близкой кноминальной, и составляет для машин средней мощности 0,88-0,92, а длягенераторов большой мощности доходит до 0,96-0,99 (рис. 1.4).Электромагнитный момент синхронного генератора определяется выражением 
Особенности применения синхронных генераторов в передачах переменного токатепловозов. В локомотивных передачах переменного тока используются синхронныегенераторы, которые работают совместно с выпрямительной установкой. Дляуменьшения пульсации выходного напряжения в статоре тягового синхронногогенератора (ГС 501, ГС 504) 
Рис. 1.3. Графики зависимости КПД трехфазного синхронного генератора отнагрузки и коэффициента мощности приемниковукладывают две трехфазные обмотки, сдвинутые относительно друг друга на 30эл. градусов. Тепловозные синхронные генераторы представляют собойявнополюсную синхронную электрическую машину. Размеры дизельного помещениялокомотива позволяют спроектировать синхронный генератор мощностью до 7500кВт.Синхронные генераторы по сравнению с генераторами постоянного тока (1111)имеют меньшую массу. Так, синхронный генератор ГС 504 мощностью 2750 кВтимеет массу 6500 кг, а генератор постоянного тока ГП 31ЗБ мощностью 2700 кВт- 9000 кг. Отсюда следует, что масса синхронного генератора меньше массыгенератора постоянного тока на 28-30 %. Выпрямительная установка имеет массу,равную ~10 % массы синхронного генератора. Поэтому общее снижение массы припереходе на синхронный генератор (СГ) и выпрямительную установку (ВУ)составляет 18-20 %.При газотурбинном двигателе СГ является единственно целесообразным, посколькумежду ними наличие механического редуктора необязательно, так как синхронныйгенератор выполняется на частоту вращения ротора газотурбинного двигателя.Совместная работа ГТП с газотурбинным двигателем без механического редуктораневозможна в виду малой механической прочности его якоря. На тепловозах игазотурбовозах с передачей переменного тока между тяговым синхроннымгенератором и асинхронными тяговыми двигателями возможно наличие неуправляемойвыпрямительной установки (ВУ). При определении внешних характеристик силовойустановки тепловоза (СГ с учетом ВУ) учитывают размагничивающее действиепродольной реакции якоря синхронного генератора. Вследствие размагничивающеговлияния продольной реакции и индуктивного сопротивления обмоток напряжение СГпри независимом возбуждении резко падает при постоянном токе независимойобмотки возбуждения и с увеличением тока нагрузки. Если номинальный токвозбуждения выбрать по Uг max, как в генераторах постоянного тока,то максимальный ток короткого замыкания (к.з.) оказывается намного меньше Iг max требуемого по условиям использования сцепления колес с рельсом. Дляувеличения тока к.з. генератора можно повышать значение о.к.з. (отношениекороткого замыкания). Синхронный генератор, выполненный с повышенным о.к.з.,имеет увеличенные габариты и массу. В режиме к.з. по обмотке статора протекаетчисто реактивный ток, который практически не зависит от частоты вращения ротораСГ. Только при очень малой частоте вращения ротора СГ начинает проявлятьсязначение активного сопротивления статора и ток к.з. интенсивно уменьшается.Тепловозные генераторы выполняются со значением о.к.з. = 2 и, кроме того, врежимах пуска должны допускать форсировку возбуждения. Это не приводит кувеличению сечений участков магнитной цепи генератора, так как поток в пусковыхрежимах мал. Ток возбуждения растет при пуске для компенсации реакции якоря и падения напряжения (рис. 1.4). 
Рис 1.4 Регулировочная характеристика возбуждения тепловозного тяговогогенератора Расчетная мощность, определяющая активные размеры СГ, 
где kг = Uг max - Uг ном - коэффициент регулирования генератора.Расчетная мощность СГ больше, чем генератора постоянного тока, вследствиеизменения коэффициента мощности cosφ.Тяговый генератор переменного тока имеет независимое возбуждение отспециального возбудителя. Эксплуатация тепловозов (2ТЭ116, ТЭП70,ТЭМ7,2ТЭ121) показала надежность двух систем возбуждения тяговых синхронныхгенераторов: возбудителя переменного тока с самовозбуждением (2ТЭ121, ТЭП75,2ТЭ116А, рис. 6.10, "); от синхронного возбудителя с регулированиемнапряжения посредством управляемого выпрямителя возбуждения (2ТЭ116, ТЭП70,ТЭМ7, рис. 6.10, б). 
Рис. 1.5. Принципиальные схемы независимого возбуждения синхронного тяговогогенератора: а - от синхронного возбудителя с самовозбуждением(тепловозы2ТЭ121, 2ТЭ116А, ТЭП75Л' б - от синхронного возбудителя через УВВ(тепловозы 2ТЭ116, ТЭП70, ТЭМ7)Совершенствование систем регулирования напряжения тяговых генераторов сталовозможным в результате развития полупроводниковой техники, внедрениятранзисторных и тиристорных преобразователей и усилителей. Тиристорныеусилители обладают такими качествами, как малые габаритные размеры при большоймощности, высокий КПД и коэффициент усиления, большое быстродействие. Этопозволило на тепловозах с электрической передачей мощностипеременно-постоянного тока применить более современную систему регулированиянапряжения тягового генератора, содержащую вместо магнитного усилителя игенератора-возбудителя постоянного тока генератор-возбудитель переменного токаи тиристорный усилитель, питающий обмотку возбуждения тягового генератора. Нотак как требуемые характеристики Uг (Iг nдг) должны бытьтеми же самыми и при новой системе регулирования напряжения генератора, тоестественно, что она тоже является комбинированной и построена на основепринципов регулирования по отклонению и возмущениям и содержит четыререгулятора напряжения тягового генератора: по отклонению напряжения отзаданного значения, току тягового генератора (или электродвигателей), частоте вращения вала дизель-генератора и положению органа топливоподачи дизеля. 2. Ресурсные характеристики обмотки статора синхронного генератора Представим принятые в виде нормативного документа признаки предельногосостояния обмотки статора, представленные в табл. 2.1. Данные таблицыпоказывают степень сложности ресурсных оценок в данном случае: показателиресурса разнородные: и непрерывные, и дискретные; они существенно меняются взависимости от наступления аварийных ситуаций.Действительно, для таких показателей как пробои изоляции, междуфазные КЗ,течи полых проводников, обгорание лобовых частей (эти повреждения выявляютсяв результате аварийных отключений) могут быть рассмотрены временные ряды сприменением методов прогноза, оценки доверительных интервалов и т.п. Ихрегистрация и обработка не требует особых методических разработок, нопрогнозировать число междуфазных КЗ в лобовых частях или число поврежденныхтермодатчиков на дне паза и тем более оценивать момент достижениякритического значения (например значения, равного 3) достаточно проблематичнопрежде всего в силу малого объема статистических данных для каждогоконкретного объекта. Трудно ожидать, что построение временного ряда(например, по числу поврежденных термодатчиков или числу междуфазных КЗ) дастустойчивые оценки, поскольку представительные выборки здесь получить трудно. Таблица 2.1.Показатели необходимости полной замены обмотки статора турбогенератора (стермореактивной изоляцией) 
Поэтому здесь в настоящее время решения принимаются на основе экспертныхоценок. Вместе с тем для таких показателей, как истирание изоляции, изгибыстержней, рост трещин и микротрещин, применение изложенных выше методовпрогнозирования перспективно. 3. U-образная характеристика синхронного генератора Ценной особенностью синхронного генератора, подключенного к электрическойсистеме большой мощности, является возможность регулирования его реактивноготока посредством изменения тока возбуждения. 
(3.1) Если мощность синхронного генератора Р = ωрМэм и напряжение нашинах электрической системы U постоянны, то значения произведений сомножителейв (3.1) не зависят от тока возбуждения. Однако при изменении тока возбужденияизменяются значения создаваемого им потокосцепления с фазной обмоткой статораΨ̇0 и индуктированная этим потокосцеплением в фазнойобмотке ЭДС Ė0.Из уравнения электрического состояния фазы статора (15.8) следует, что этовозможно только при соответствующем изменении тока İ = İа + İр в фазной обмотке, а именно - реактивной составляющей токаİр.При токах возбуждения меньше (больше) некоторого граничного значения Iв < Iв.гр (Р) [Iв > Iв.гр(P)] токсинхронного генератора имеет емкостную IрС (индуктивную IpL) реактивнуюсоставляющую φ < 0 (φ > 0) (см. рис. 3.2). Следовательно, принедовозбуждении (перевозбуждении) реактивная мощность генератора имеетемкостный (Qc = - 3UIрL) [индуктивный (QL = 3UIpL)]характер.Если синхронный генератор подключен к электрической системе большой мощности U =const, то его эквивалентную схему замещения можно представить в видепараллельного соединения двух источников тока: источника активной составляющейтока генератора, зависящей от вращающего момента первичного двигателя, Iа(Мвр), и источника реактивной составляющей тока генератора, зависящейот момента вращения первичного двигателя и тока возбуждения, Ip(Iв, Mвр) 
Рис. 3.1 
Рис 3.2 Зависимость тока статора от тока возбуждения I(Iв) при постоянномвращающем моменте первичного двигателя Мвр = const называется U-образнойхарактеристикой синхронного генератора (рис. 3.2). При некотором малом значениитока возбуждения угол |θ| (рис. 3.1) может превысить значение π/2 иустойчивость работы синхронного генератора нарушится. Чем больше значениеактивной мощности синхронного генератора, тем при больших значениях токавозбуждения наступит потеря устойчивости. На рис. 3.2 граница устойчивостисинхронного генератора показана штриховой линией.Если вращающий момент первичного двигателя равен нулю (Мвр = 0), то,пренебрегая всеми видами потерь, можно считать, что ток синхронногогенератора реактивный (рис. 3.2, Р = 0): 
(3.2) Ток генератора в этом случае зависит линейно от тока возбуждения. Линейностьзависимости I(Iв) нарушается лишь при больших значениях тока возбуждениявследствие насыщения магнитопровода машины.Список литературы:1. Электромагнитный момент и угловая характеристикасинхронного двигателя(http://www.edulib.ru/results.aspx?CurrentTask=34ecc550-2007-4b71-8538-17c9e829048a&RKey=11e0f98b-702a-45d9-9b18-c9980d550ca0#)2. Характеристики генераторов переменного тока //Основы электрооборудования летательных(http://www.edulib.ru/results.aspx?CurrentTask=34ecc550-2007-4b71-8538-17c9e829048a&RKey=11e0f98b-702a-45d9-9b18-c9980d550ca0#)3. Характеристики и уравнения приводов синхронныхгенераторов(http://www.edulib.ru/results.aspx?CurrentTask=34ecc550-2007-4b71-8538-17c9e829048a&RKey=11e0f98b-702a-45d9-9b18-c9980d550ca0#)4. Характеристики и уравнения приводов синхронныхгенераторов(http://www.edulib.ru/results.aspx?CurrentTask=34ecc550-2007-4b71-8538-17c9e829048a&RKey=11e0f98b-702a-45d9-9b18-c9980d550ca0#) Date: 2015-09-05; view: 567; Нарушение авторских прав