Основы электротехники Методические указания Основы электроники Курсовая работа Лабораторные работы Основы теории цепей

Курсовые по электротехнике и электронике. Примеры расчетных заданий

Индуктивное сопротивление синхронной машины

 Результирующий магнитный поток машины условно можно разделить на три составляющие: основной магнитный поток , поток рассеяния  и поток реакции якоря . Основной магнитный поток   наводит в обмотке статора ЭДС . Эта ЭДС представлена характеристикой холостого хода (рис. 11.20). Потоки  и  создаются током статора и пропорциональны ему. В обмотке статора эти потоки наводят ЭДС самоиндукции

 ,

где  – индуктивность рассеяния и индуктивность реакции якоря.

 В расчетах ЭДС  и  учитываются как падения напряжений на индуктивном сопротивлении рассеяния  и на индуктивном сопротивлении реакции якоря . Сумму сопротивлений  называют синхронным индуктивным сопротивлением. Такое определение соответствует неявнополюсным машинам. Для явнополюсных машин этот параметр разделяют по осям и различают индексами – продольное синхронное индуктивное сопротивление , поперечное синхронное индуктивное сопротивление , причем .

 Синхронное индуктивное сопротивление в сотни раз больше активного сопротивления обмотки статора. В дальнейшем будем считать R = 0 и использовать параметр .

Схема замещения и упрощенная векторная диаграмма
ЭДС и МДС синхронного генератора

 Схема замещения синхронного генератора с учетом принятых допущений представлена на рис. 11.22 в виде источника ЭДС с внутренним сопротивлением . Сопротивление нагрузки .

 Уравнение цепи по второму закону Кирхгофа

.

  Отсюда напряжение

 .  (11.52)

. (11.53)

Уравнениям (11.52) и (11.53) соответствует векторная 

 диаграмма ЭДС на рис. 11.23.

 

Рис. 11.23

Ток статора  отстает от ЭДС  на угол , определяемый соотношением индуктивных и активных сопротивлений

.

 Сдвиг вектора тока  по отношению к вектору напряжения определяется параметрами нагрузки

 .

 Взаимосвязь векторов  и  осуществляется через вектор падения напряжения , который строится под углом 90° к вектору . На этом же рисунке построена векторная диаграмма МДС. Вектор МДС ротора  опережает вектор  на 90°, вектор МДС якоря , приведенный к ротору, совпадает по фазе с током , а результирующая МДС   опережает вектор напряжения  на 90°.

 Из диаграмм МДС и ЭДС следует, что режим работы синхронного генератора характеризуется углом между вектором напряжения  и ЭДС  и равным ему углом между результирующим магнитным потоком  и потоком ротора . Это означает, что у генератора полюсы ротора вращаются впереди полюсов поля статора с опережением на угол .

Характеристики синхронного генератора при автономной
работе

 Характеристика холостого хода была рассмотрена в параграфе 11.17.

 Характеристика короткого замыкания представляет собой зависимость  при U = 0 и . При допущении R = 0 из (11.52) следует, что ток короткого замыкания является чисто индуктивным и по модулю равен

. (11.54)

 При коротком замыкании реакция якоря является размагничивающий, результирующий магнитный поток мал, магнитная цепь ненасыщена и характеристика короткого замыкания прямолинейна (рис. 11.24).

 Следует отметить, что в (11.54) и числитель и знаменатель пропорциональны частоте вращения и поэтому характеристики короткого замыкания не зависят от частоты вращения, за исключением малых скоростей, когда оказывает влияние активное сопротивление обмотки статора.

 Внешняя характеристика. Это зависимость напряжения генератора от тока нагрузки  при , . Если принять начальное напряжение , то вид внешних характеристик будет соответствовать рис. 11.25. При активно-индуктивной нагрузке (< 1) поток реакции якоря размагничивает машину и напряжение уменьшается с увеличением тока нагрузки по кривой 1. При активной нагрузке (= 1,0) поперечная реакция якоря также вызывает уменьшение напряжения (кривая 2). При активно-емкостной нагрузке продольная намагничивающая реакция увеличивает ЭДС , следовательно, и напряжение (кривая 3).

Рис. 11.24

Рис. 11.25

 Регулировочная характеристика представляет собой зависимость   при ,, . Вид семейства регулировочных характеристик показан на рис. 11.26, а их физический смысл объясняется действием реакции якоря при различном характере нагрузки. Обычно номинальным режимом работы генератора является   = 0,8 (при индуктивной нагрузке). В этом случае для поддержания  при переходе от холостого хода () к номинальной нагрузке () необходимо увеличить ток возбуждения в 1,7...2,2 раза.

МОЩНОСТЬ ТРЕХФАЗНОЙ СИСТЕМЫ И ЕЕ ИЗМЕРЕНИЕ

Активная мощность трехфазной системы Р является суммой фазных активных мощностей, а для каждой из них справедливо основное выражение активной мощности цепей переменного тока. Следовательно, фазная активная мощность Рф = 3UфIфcos φ и при симметричной нагрузке активная мощность трехфазного устройства

 Р = ЗРФ = 3 UфIф cos φ (3.7)

Но в трехфазных установках в большинстве случаев приходится выражать активную мощность устройства не через фазные, а через линейные величины. Это легко сделать на основании соотношений фазных и линейных величин, заменив в выражении активной мощности фазные величины линейными. При соединении звездой Uф = Uл / √3 ; 1Ф = Iл, а при соединении треугольником Uф = Uji; Iф = Iл/√3 .После подстановки этих выражений в формулу (3.7) получим одно и то же выражение для активной мощности трехфазной симметричной установки:

Хотя это выражение относится только к активной мощности симметричной системы, тем не менее им можно руководствоваться в большинстве случаев, так как в промышленных устройствах основная нагрузка редко бывает несимметричной.

Реактивная мощность в симметричной системе, так же как и полная мощность, выражается через линейные величины подобно активной мощности:

Простейшие условия измерения активной мощности трехфазной системы имеются в том случае, если фазы приемников соединены звездой с доступной нейтральной точкой. В этом случае для измерения мощности одной фазы цепь тока ваттметра соединяют последовательно с одной из фаз приемника (рис. 3.12 а), а цепь напряжения включают под напряжение той фазы приемника, в которую включена цепь тока ваттметра, т. е. зажимы цепи напряжения ваттметра присоединяются один к линейному проводу, а второй—к нейтральной точке приемника. В подобных условиях измеренная мощность

а мощность симметричного приемника


На главный раздел сайта: Выполнение курсовой по электротехнике