Брандина Электрические машины (529639), страница 10
Текст из файла (страница 10)
(3.56) с введением добавочного множителяx − xq•ε = d•.(3.57)E H • xq•Величина статической перегружаемости стандартизирована [11, 12]:для турбогенераторов не менее 1,6 ... 1,7, гидрогенераторов - 1,7 ,двигателей - 1,65.3.7. Работа синхронной машины при постоянной мощности ипеременном возбужденииРассмотрим зависимость тока I от тока возбуждения i f припостоянной активной мощности P = mUI cos ϕ в случае параллельнойработы машины с сетью бесконечной мощности (U = const).
Дляпростоты определим эту зависимость для неявнополюсной машины(рис.3.20). Полученные результаты будут характерны также дляявнополюсной машины [1]. При этом будем рассматривать токвозбуждения, приведенный к обмотке якоря.63Рис.3.20. Упрощенная векторная диаграмманеявнополюсного синхронного генератораПри Р = const активная составляющая токаI a = I cos ϕ = const .Поэтому на векторной диаграмме рис. 3.20 конец вектора тока Iскользит по прямой АВ. Если положить для простоты X oa = 0 , товнутренняя ЭДС Eδ = U = const и составляющая тока возбуждения i ′fδ ,создающая результирующий поток Фδ , также постоянна.
Полный токi′f = i ′fδ = I& легко определяется по диаграмме.возбужденияИз рис. 3.20 следует, что при изменении тока возбуждения ток I и cosϕтакже изменяются, причем при некотором значении тока возбуждения i fвеличина I и cosϕ = 1. При увеличении (режим перевозбуждения) иуменьшении тока возбуждения (режим недовозбуждения) величина токаI возрастает, так как растет его реактивная составляющая.На рис. 3.21 представлен характерзависимостей I = f( i f ) при различныхРис. 3.21. U - образныезначениях Р = const. Эти зависимости по ихвиду называют U - образными характеристиками.
Минимальное значение I для каждойкривой определяет активную составляющуютока якоря Ia и величину мощности P = mUI aдля которой построена данная кривая.Нижняя кривая соответствует Р = 0, причемi f 0 - значение тока возбуждения при E = U.Правые части кривых соответствуютперевозбужденной машине и отдаче в сетьиндуктивного тока и реактивной мощности, а левые части - недовозбужденной машине, отдаче в сеть емкостного тока и потреблению реактивной мощности.
Кривая ОС, соединяющая точки минимального значениятока (тока Ia), соответствует условию cosϕ = 1. Кривая ОС отклоняетсявправо при увеличении мощности, так как при возрастании тока I увеличивается падение напряжения xoaI и ЭДС Еδ, что вызывает рост необходимого тока возбуждения. Кривая ОС представляет собой регулировочную характеристику машины при cosϕ = 1, представленную на рис. 3.14.Точка А на рис. 3.21 соответствует току холостого хода недовозбужденной машины, при этом из сети потребляется намагничивающий токхарактеристики СМ64U.xdЛиния АВ представляет собой границу устойчивости, на которойΘ=ΘКР. При дальнейшем увеличении тока возбуждения машинавыпадает из синхронизма.U - образные характеристики генератора и двигателя практическиодинаковы.I=В.2.
КЛАССИФИКАЦИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН.По назначению электрические машины разделяются на генераторы,двигатели и преобразователи. Электрический генератор преобразуетмеханическую энергию приводного двигателя в электрическую энергию.Электрический двигатель, наоборот, преобразует подводимую к немуэлектрическуюэнергиювмеханическуюэнергиювала.Электромашинныйпреобразовательпреобразуетэлектрическуюэнергию одного вида в электрическую энергию другого вида, изменяярод тока, величину напряжения, частоту, число фаз. Примеромпреобразователя может служить трансформатор.По роду тока различают электрические машины постоянного,переменного тока и универсальные.
Машины переменного тока попринципу работы разделяются на синхронные и асинхронное. Машиныпеременного тока по числу фаз могут быть одно-, двух- и трехфазные.Двигатели постоянного тока небольшой мощности могут использоватьсяи при работе на переменном токе, т.е, применяться как универсальные.Машины постоянного тока относятся к коллекторным машинам,машины переменного тока- к бесколлекторным машинам, заисключением специального типа машин.По мощности условно можно выделить следующие группыэлектрических машин:- микромашины имеют мощность до 0,5 кВт;- машины малой мощности - от 0,5 кВт до 10 кВт;- машины средней мощности - от 10 кВт до ТОО кВт;- крупные машины имеют мощность свыше 100 кВт.По применению различаются электромашины общепромышленного испециального применения.
Существуют и другие виды классификацииэлектрических машин .Каждая электрическая машина снабжается паспортом и обычнощитком, укрепленном на корпусе, где указаны тип машины и еёэксплуатационные данные, относящиеся к номинальному режимуработы (режиму, ,для работы в котором изготовлена машина).Величины, относящиеся к номинальному режиму работы называютсяноминальными и обычно снабжаются индексом "н".
Например,номинальные значения мощности РН, напряжения U Н тока I H, частотывращения n H , КПД ηH и т.д. На щитке могут быть указаны и другиеданные (схема соединения обмоток и т.п.).Электрические машины обладают принципом обратимости, т.е.машина может работать как в генератором, так и в двигательномрежиме.В.З. КЛАССИФИКАЦИЯ ЭЛЕКТРОМАШИННЫХУСТРОЙСТВ АВТОМАТИКИПо назначению, которые выполняют электрические машины в схемахавтоматики, телемеханики и вычислительной техники, можно выделитьследующие группы:- силовые двигатели автоматики;- исполнительные или управляемые двигатели;- информационные электромашинные устройства (тахогенераторы,вращающиеся трансформаторы, сельсины в трансформаторномрежиме);- электромашинные преобразователи;- электромашинные усилители;- электромашинные устройства гироскопических систем и т.д.Известно. что системы автоматики могут осуществляться какразомкнутыми, так и замкнутыми.
Последние представляют собойнаиболее распространенный вид систем. В них чаще всегоиспользуется принцип работы по отклонению, заключающийся в том,что регулируемая величина (например, частота вращения двигателя)сравнивается измерительным устройством с заданным значением и приотклонении от него система вырабатывает сигнал управления, который,после усиления поступает к исполнительному устройству (в данномслучае -двигателю), возвращая регулируемую величину к заданномузначению. Примером использования электромашинных элементов вразомкнутых системах могут служить шаговые двигатели, угол поворотакоторых строго пропорционален числу управляющих импульсовподанных в его обмотки.В замкнутых системах электромашинные элементы находятприменение в качестве любого из трех составляющих системуустройств: измерительного (тахогенераторы, сельсины , вращающиесятрансформаторы),усилительного(электромашинныеусилителиразличных типов) и исполнительного (генераторы в источникахэлектроэнергии, двигатели различных типов в системах регулированиячастоты вращения или угла поворота).4.
МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА4. 1. Общие сведения4.1.1. УстройствоНа рис. 4.1 показано устройство машины постоянного тока (М ПТ) средней мощности [ 2 ]. Неподвижная часть электрическоймашины называется статором, вращающаяся часть- ротором. Этичасти разделены воздушным зазором.Рис. 4.1.Статор состоит из станины 6, на внутренней поверхности которойрасположены главные полюса 4, прикрепленные к станине болтами.Станина, помимо механической нагрузки, выполняет роль элементамагнитной цепи и служит для замыкания магнитного потока.
Станинаизготовляется из стали или чугуна - материалов, в которых сочетаетсявысокаямеханическаяпрочностьсбольшоймагнитнойпроницаемостью.Главные полюса машины состоят из сердечника полюса,полюсного наконечника и катушки возбуждения 5. Сердечник полюсаможет быть литым, но чаще его набирают из штампованных листовэлектротехнической стали, стягивая их шпильками. Полюсныйнаконечник обеспечивает необходимое распределение магнитнойиндукции в воздушном зазоре.
Катушка полюса изготавливается измедного изолированного провода. Катушки всех главных полюсовэлектрически соединяются, образуя обмотку возбуждения, питаемуюпостоянным током. В машинах малой мощности главные полюса могутвыполняться в виде постоянных магнитов. Полярность полюсовчередуется. Число полюсов 2р всегда четное. В теории обычнорассматриваются двухполюсные машины, так как процессы под каждойпарой полюсов идентичны, хотя в реальных машинах число полюсовможет быть больше двух.
В машинах мощностью свыше 1 кВт междуглавными полюсами устанавливают дополнительные полюса дляуменьшения искрения под щетками.Ротор М П Т называется якорем. Сердечник якоря 3 (рис. 4.1)представляет собой цилиндр, набранный из штампованных листовэлектротехнической стали толщиной 0,35 или 0,5 мм. Листы сталиоксидируются или покрываются изолирующим лаком для уменьшенияпотерь на вихревые токи, которые возникают в результате вращенияякоря в магнитном поле. Листы стали имеют пазы для укладки обмотки.Часто пазы якоря делают со скосом (рис.4.1), что ослабляет пульсациюмагнитной индукции в воздушном зазоре и способствует уменьшениювибраций и шума в процессе работы.Обмотка якоря 9 состоит из секций(катушек),выполненныхизмедногоизолированного провода (рис.4.2). В серийныхМПТ средней мощности обмотка якоря обычновыполняется простой волновой (рис.4.2, б) илипростой петлевой (рис.4.2, а).
Волновая обмоткаболее экономична. Число параллельных ветвейдля нее 2а = 2. Однако применение этой обмоткиа)б)ограничено величиной тока якоря (до 600 А).Рис. 4.2Простая петлевая обмотка имеет числопараллельных ветвей 2а = 2р. При большихтоках якоря применяют сложные обмотки. Расстояние между сторонамиодной секции обмотки примерно равно полюсному делению τ(расстоянию между осями соседних полюсов). Обмотка укладывается впазы якоря и закрепляется проволочным бандажом или клиньями.Лобовые части обмотки 9 (рис.4.1) закреплены бандажом.Концы обмотки якоря присоединяются к коллектору 1, укрепленномуна валу.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
