Жүктелінген синхронды генератор жұмысы

Пән: Электротехника
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 5 бет
Таңдаулыға:

Егер синхронды генераторға жүктеме тіркелмесе, онда орамасында ток болмайды. Қоздыру тогы тудырған полюстердің магнит ерісі статордың үш фазалы орамасында ЭҚК индукциялайды.

Генератор жүктелген кезде статор орамасында ток жүреді Симметриялы жүктеме кезінде статор орамасының токтары бір-бірімен тең және олар бір-бірінен 1/3 периодқа ығысқан. Статор токтары айналмалы магнит өрісін туғызады. Оның айналу жиілігі яғни статор орамасындағы токпен пайда болған магнит өрісі полюстердің магнит өрісімен синхронды айналады. Синхронды генератордың статор орамында полюстердің магниттік ағынына тәуелді ЭҚК туады. Егер полюстің магниттік ағыны өте аз болса, онда ЭҚК те өте аз болады. Магниттік ағын өскенде, машинаның ЭҚК-і де өседі. Сонымен, ротордың айналу жиілігі тұрақты бодағанда, ЭҚК қоздыру орамасының өткізгіштермен жүретін тұрақты токпен қоздырылатын магнит өрісіне тура пропорционал. Егер қоздыру орамасындағы токты арттырсақ, онда полюстердің магниттік ағыны еседі, ол машинаның ЭҚК-ін көбейтеді. Де-мек, қоздыру орамындағы токтың өзгеруіңе сәйкес машинаның ЭҚК өзгереді, ол генератордың қысқыштарындағы кернеуді реттеуге мүмкіндік береді.

Синхронды генератордың бос жүрісі кезінде оның қысқыштарындағы кернеу статор орамасындағы индукцияланған ЭҚК-ке тең. Генератор жүктелген кезінде кернеу ЭҚК-ке тең емес, өйткені статор орамының кедергісінде (активтік, реактивтік) кернеу түсуі пайда болады. Сонымен бірге токтар статор орамасынан өте отырып якорьдың қарсы әсерлік (реакциясы) ағынын туғызады. Ол полюстер ағынына әсерін тигізеді, соған орай жүктеме кезіндегі магнит өрісі генератордың бос жүрісі кезіндегі полюстердің маг-ниттік ағынына тең болмайды. Сондықтан, жүктеменің өзгеруі, яғни генератор статорындағы токтың өзгеруі, қоздыру орамындағы тоқ өзгермеген жағдайда, генератор қысқыштарында кернеудің өзгеруіне алып келеді.

А) б)

1-сурет, Синхронды генератордың сыртқы (а) және реттелетін (б) сипаттамалар 1-сымдылық 2-активтік 3-индуктивтік

Синхронды генератордың активтік және реактивтік жүктемелер кезіндегі сыртқы сипаттамалары 13. а-суретте келтірілген. Бұл сипаттамалар ротордың айналу жиілігі мен қоздыру тогы тұрақты болған кездегі генератор қысқыштарындағы кернеудің жүктеме тогына тәуелділігін көрсетеді.

. Активтік, индуктивтік және сиымдылықтық сипаттағы жүктемелер кезінде бұл сипаттамалардың әртүрлі болуы якорь реакциясы өрісінің полюстердің магниттік ағынына әрқалай әсер ететіндігімен түсіндіріледі.

Кез келген электр энергиясын қабылдағыштың қалыпты жұмыс істеуі үшін желі кернеуі тұрақты болуы керек. Жүктеме өзгергенде желі кернеуінің тұрақтылығын қамтамасыз ету үшін синхронды генератордың қоздыру тогын да өзгертеді.

Генератордың жүктемесі өзгергенде оның қысқыштарындағы кернеу тұрақты болып қалу үшін қоздыру орамасындағы токты қалай өзгерту керектігін көрсететін тәуелділікті реттеу сипаттамасы деп атайды

(13. б-сурет) .

Синхронды генераторлар көбінесе электростанцияның немесе энергетикалық жүйенің ортақ қуатты желісіне жұмыс істейді. Мұндай желінің кернеуі Uс мен тогының жиілігі тұрақты болады.

Генератор қысқыштарындағы кернеу желі кернеуіне тең әрі қарама-қарсы бағытта болады:

2-cурет

Кеңістікте жиілігімен айналатын статордың қорытынды магнит өрісі Фр тенератордың Uг кернеуінен 90°-қа озық болады.

(2-сурет) .

Торап кернеуі Uп тұрақты болғанда статордың қорытынды магнит өрісінің магниттік ағынының амплитудасы Фр да тұрақты болады. Генератордың активтік жүктемесі кезінде статордағы токтың фазасы оның кернеуінің Uг фазасымен дәлме-дәл келеді. Якорь реакциясының ағыны Фя фаза бойынша токпен дәлме-дәл келеді.

Генератордың қоздыру тогының өзгеруі оның активтік қуатын өзгертпейді, өйткені оның бастапқы қозғалтқыштан алатын қуаты өзгермей қала береді. Сондықтан статор тогының активтік құраушысы тұрақты және І(Фя ) векторының соңы горизонталь оське параллель АВ түзу сызығында жатады. Егер қоздыру тогын көбейтсек, онда полюстер ағыны Фт өседі, оның векторы АВ түзуі мен өзгермейтін Фрвекторы соңының аралығын да жатады. Бұл кезде І және Фя шамасымен бағыты бойынша өзгереді, яғне ток фаза бойынша генератор кернеуінен қалып қояды

Қоздыру тогы азайғанда полюстер ағыны Фm да азаяды. Ол статор тогы 'I" мен Ф/ шамаларының және фазасының өзгеруін алып келеді. Сонымен, қуатты желіге қосылған генераторды қрздыру тогының өзгеруі статордағы токтың реактивтік құрушысының өзгеруіне алып келеді, яғни генератормен өндірілетін реактивтік қуатты өзгертеді.

Активтік қуатты өзгерту үшін, синхронды генератордың роторын айналдыратын бастапқы қозғалтқыштың айналдырушы моментін өзгерту керек. Алғашқы қозғалтқыштың айналдырушы моментінің М1 әрекетімен машина полюстері орналасқан роторы минутына п жиілігімен айналдырылады. Статордың қорытынды өрісі де сол бағытпен п1=п жиілігімен айналады (3. а-сурет) . Демек полюстер өрісі Фт мен статордың қорытынды өрісі Фр бір-біріне қарағанда дозғалыссыз болып, синхронды айналады және осы өріс тер арасында өзара әрекеттестік орнайды, Осының нәтижесшде бастапқы қозғалтқыш моментімен теңгерілетің электр магниттін тежеу моменті Мэ пайда болады. Моменттер тепе-теңдігінде М1 = =Мэ магнит өрістері осьтерінің аралық бұрышы Ө өзгермей қалады.

Егер бастапқы қозғалтқыщтың моментін М\ өсірсек, онда ол тежеу моментінен артық болады да ротор біршамі үдеу алып, тұрақты /гі = 60//р (желі тогының жиілігі) / тұрақты жиілігімен айналып тұрған статор өрісіне қарағанда жылжи бас тайды. Бұл жағдайда статор мен ротордың магнит өрістері осьтерінің

3-сурет.

арасындағы бұрыш өседі. Сол себепті электромагниттік тежеу моменті Мэ-де, өсіп, моменттер қайта теңгеріледі, яғни М1=МЭ. Генераторды желіге қосу үшін мына шарттар орындалуы қажет: генератор мен желі фазаларының кезектесуі бірдей, желі кернеуі мен генератордың ЭҚК-і мен желі тогының тең болулары керек; генераторды желіге оның әр фазасының ЭҚК-і желг кернеуіне қарсы бағытта болған сәтте қосу керек. Бұл шарттардың орындалмауы генераторды желіге қосқан сәтте оны істен шығаратын үлкен ток туғызуы мүмкін. Генераторды желіге қосу кезінде арнайы құрылғы - синхроноскоп қолданылады. Ең қарапайьім синхроноскопқа генератор мен желі қысқыштары аралығына қосылған үш қылсымды қыздыру шамдары жатады. Электр шамдарң екі еселенген желі кернеуіне есептелінеді, генераторды қосқанға дейін олар бір мезгілде жанып, бір мезгілде өшіп тұрады. Генератордың ЭҚК-і желі қернеуіне тең, бірақ бағыты жағынан қарсы болған сәтте шамдар сөнеді, өйткені әр шамдағы кернеу мөлшері нольге тең. Шамдар сөнген сәтте генератор желіге қосылады. Генератордьг желіге қосар алдында оның ЭҚК-ін вольтметрмең өлшейд. Егер ЭҚК желі кернеуімен тең болмаса онда оны қоздыру тогын өзгерту арқылы реттеп желі кернеуіне теңестіреді. Генератордың ЭҚК-інің жиілігін бастапқы қозғалтқыштың айналу жиілігін өзгерту арқылы реттейді.

Синхронды қозғалтқыштар

Синхронды қозғалтқыштың синхрондық генераторлардан құрылысы жағынан айтарлықтай айырмашылығы жоқ. Генератордағы сияқты синхронды қозғалтқыштың статорында үш фазалы орама орналасқан. Оны үш фазалы айнымалы ток желісіне қосқанда минутына жиілігімен айналатын айналмалы магнит өрісін Фр туады. Қозғалтқыш роторында тұрақты ток көзіне қосылатын қоздыру орамасы орналасқан. Қоздыру тогы полюстердің магнит өрісін Фт туғызады. Статор орамасыңың токтары жасалған айналмалы магнит өрісі ротор полюстерін өзімен бірге ілестіреді. (15. в-сурет) . Мұнда ротор магнит өрісімен бірге тек кана синхронды түрдеяғни статор өрісінің айналу жиілігіне тең жиілікпен айналады. Сонымен синхронды қозғалтқыштың айналу жиілігі, қоректендіруші желі тогының жилігі өзгермесе, қатаң түрде тұрақты болады.

Синхронды қозғалтқыштардың негізгі артықшылығына олардың озық ток тұтынып жұмыс жасау мүмкіндіктері жатады, яғни қозғалтқыш желі үшін сиымдылықтық жүктеме болып табылады. Мұндай қозғалтқыш кәсіпорны энергия қабылдағыштары тұтынатын реактивтік қуаттың орнын толтырып бүкіл кәсіпорынның соsф-ін жоғарылатады.

Генератордағыдай синхронды қозғалтқыштарда реактивтік қуатты өзгерту үшін, яғни -ді өзгерту үшін, қоздыру тогын реттеу керек. Қалыпты жағдайдағы қоздыруға сәйкес келетін бел- гілі бір қоздыру тогы кезінде . Қоздыру тогының азайтылуы статорда артта қалатын (индуктивтік) токтың пайда болуына; ал қоздыру тогы көбейгенде (артық қоздырылған қозғалтқыштар) озық (сиымдылықтық) токтың пайда болуына алып келеді.

Синхронды қозғалтқыштық асинхрондық қозғалтқыштарға қарағанда артықшылығына желі кернеуінің өзгеруіне сезімтал еместігі де жатады.

Синхронды қозғалтқыштарда айналдырушы момент желі кернеуіне бірінші дәрежеде пропорционал болса, ал асинхронды қозғалтқыштарда ол кернеудің квадратына пропорционал.

Синхронды қозғалтқыштардың айналдырушы моменті статордың магнит өрісі мен полюстердің магнит өрістерінің өзара әрекеттесуімен жасалынады. Қоректендіруші желінің кернеуіне статор өрісінің магниттік ағыны ғана тәуелді болады.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.