Автор работы: Пользователь скрыл имя, 07 Апреля 2011 в 23:13, реферат
В основе реферата лежит описание и принцип работы синхронных генераторов различных видов. Так же рассмотрены характеристики некоторых распространенных видов генераторов
1. Синхронные генераторы и их характеристики………………………………….3
2. Конструкция и принцип действия синхронного генератора...............................11
3. Ресурсные характеристики обмотки статора синхронного генератора……….12
4. U-образная характеристика синхронного генератора…………………………..15
2. КОНСТРУКЦИЯ
И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ
Статор синхронной машины по конструкции не отличается от статора асинхронного двигателя. В пазах статора размещается трехфазная, двухфазная или однофазная обмотки.
Заметное отличие имеет ротор, который принципиально представляет собой постоянный магнит или электромагнит.
Это налагает особые требования на геометрическую форму ротора. Любой магнит имеет полюса, число которых может быть два и более.
На рис. 6.1.1 приведены две конструкции генераторов, с тихоходным и быстроходным ротором.
Быстроходными бывают, как правило, турбогенераторы. Количество пар магнитных полюсов у них равно единице. Чтобы такой генератор вырабатывал электрический ток стандартной частоты f = 50 Гц, его необходимо вращать с частотой
На гидроэлектростанциях вращение ротора зависит от движения водяного потока. Но и при медленном вращении такой генератор должен вырабатывать электрический ток стандартной частоты f = 50 Гц.
Поэтому для каждой гидроэлектростанции конструируется свой генератор, на определенное число магнитных полюсов на роторе.
В качестве примера приведем параметры синхронного генератора, работающего на Днепровской ГЭС.
Водяной
поток вращает ротор генератора с частотой
n = 33,3 об / мин. Задавшись частотой f = 50 Гц,
определим число пар полюсов на роторе:
Принцип
действия синхронного генератора основан
на явлении электромагнитной индукции.
Ротор с магнитными полюсами создает вращающееся
магнитное поле, кото-рое, пересекая обмотку
статора, наводит в ней ЭДС. При подключении
к генератору нагрузки генератор будет
являться источником переменного тока.
2.
Ресурсные характеристики
обмотки статора синхронного
генератора
Представим принятые в виде нормативного документа признаки предельного состояния обмотки статора, представленные в табл. 2.1. Данные таблицы показывают степень сложности ресурсных оценок в данном случае: показатели ресурса разнородные: и непрерывные, и дискретные; они существенно меняются в зависимости от наступления аварийных ситуаций.
Действительно,
для таких показателей как пробои
изоляции, междуфазные КЗ, течи полых проводников,
обгорание лобовых частей (эти повреждения
выявляются в результате аварийных отключений)
могут быть рассмотрены временные ряды
с применением методов прогноза, оценки
доверительных интервалов и т.п. Их регистрация
и обработка не требует особых методических
разработок, но прогнозировать число междуфазных
КЗ в лобовых частях или число поврежденных
термодатчиков на дне паза и тем более
оценивать момент достижения критического
значения (например значения, равного
3) достаточно проблематично прежде всего
в силу малого объема статистических данных
для каждого конкретного объекта. Трудно
ожидать, что построение временного ряда
(например, по числу поврежденных термодатчиков
или числу междуфазных КЗ) даст устойчивые
оценки, поскольку представительные выборки
здесь получить трудно.
Таблица 2.1.
Показатели необходимости полной замены обмотки статора турбогенератора (с термореактивной изоляцией)
Поэтому
здесь в настоящее время
3. U-образная
характеристика синхронного
генератора
Ценной особенностью синхронного генератора, подключенного к электрической системе большой мощности, является возможность регулирования его реактивного тока посредством изменения тока возбуждения.
Если мощность синхронного генератора Р = ωрМэм и напряжение на шинах электрической системы U постоянны, то значения произведений сомножителей в (3.1) не зависят от тока возбуждения. Однако при изменении тока возбуждения изменяются значения создаваемого им потокосцепления с фазной обмоткой статора Ψ̇0 и индуктированная этим потокосцеплением в фазной обмотке ЭДС Ė0.
Из уравнения электрического состояния фазы статора (15.8) следует, что это возможно только при соответствующем изменении тока İ = İа + İр в фазной обмотке, а именно - реактивной составляющей тока İр.
При токах возбуждения меньше (больше) некоторого граничного значения Iв < Iв.гр (Р) [Iв > Iв.гр(P)] ток синхронного генератора имеет емкостную IрС (индуктивную IpL) реактивную составляющую φ < 0 (φ > 0) (см. рис. 3.2). Следовательно, при недовозбуждении (перевозбуждении) реактивная мощность генератора имеет емкостный (Qc = - 3UIрL) [индуктивный (QL = 3UIpL)] характер.
Если
синхронный генератор подключен
к электрической системе
Рис.
3.1
Рис
3.2
Зависимость тока статора от тока возбуждения I(Iв) при постоянном вращающем моменте первичного двигателя Мвр = const называется U-образной характеристикой синхронного генератора (рис. 3.2). При некотором малом значении тока возбуждения угол |θ| (рис. 3.1) может превысить значение π/2 и устойчивость работы синхронного генератора нарушится. Чем больше значение активной мощности синхронного генератора, тем при больших значениях тока возбуждения наступит потеря устойчивости. На рис. 3.2 граница устойчивости синхронного генератора показана штриховой линией.
Если вращающий момент первичного двигателя равен нулю (Мвр = 0), то, пренебрегая всеми видами потерь, можно считать, что ток синхронного генератора реактивный (рис. 3.2, Р = 0):
Ток генератора в этом случае зависит линейно от тока возбуждения. Линейность зависимости I(Iв) нарушается лишь при больших значениях тока возбуждения вследствие насыщения магнитопровода машины.
Список литературы: