ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 01.12.2023
Просмотров: 192
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
,, то ротор машины вращается с равномерной скоростью. Если приложенный к валу машины момент несколько возрастет, а затем вновь снизится до прежней величины, то вначале угол 
увеличится до значения 
, а затем уменьшится, но не до первоначального значения, а вследствие инерции вращающихся частей машины до несколько меньшего значения угла 
. Возникают затухающие колебания угла около его первоначального значения или, что то же, колебания угловой скорости ротора около синхронной угловой скорости 
. Эти колебания быстро затухают.
В пределах изменения угла от 0 до 90° работа генератора при незначительных изменениях нагрузки является устойчивой. При значении угла =90° электромагнитная мощность и момент имеют максимальное значение. Одновременно они представляют собой предел устойчивой работы генератора. В пределах изменения угла от 90 до 180° положительному приращению 
будет соответствовать отрицательное приращение мощности 
, угол возрастет еще больше, и машина выпадет из синхронизма.
Таким образом, синхронная машина будет работать устойчиво, если положительному приращению соответствует положительное приращение электромагнитной мощности 
, а отрицательному приращению
— отрицательное приращение
. Критерием устойчивой работы служит условие 
.
Чтобы Генератор мог работать устойчиво, не выпадая из синхронизма, он должен обладать достаточной синхронизирующей мощностью. Удельная синхронизирующая мощность определяется производной от электромагнитной мощности по углу и для неявнополюсной машины
Синхронизирующая мощность равна удельной синхронизирующей мощности, умноженной на смещение до:
В
хождение машины в синхронизм зависит от синхронизирующей мощности, замедляющей вращение ротора при положительном приращении угла или ускоряющей его вращение при отрицательном приращении угла . Зависимость удельной синхронизирующей мощности от угла на рис. 6.31 показана штриховой линией. При =0 генератор развивает наибольшую синхронизирующую мощность, но его электромагнитная мощность РЭМ=0. Наоборот, когда =90°, генератор развивает наибольшую электромагнитную мощность, а его синхронизирующая мощность 
ЭМ=0. Практически угол у работающих генераторов не превышает25°.
При рассмотрении вопроса влияния изменения тока возбуждения на параллельную работу генераторов было отмечено, что изменение возбуждения влечет за собой изменение реактивных токов генераторов, в то время как их активные токи остаются неизменными.
Для изменения активной мощности генераторов необходимо, чтобы изменился создаваемый первичным двигателем момент на валу генератора. Этого можно достигнуть увеличением или уменьшением сообщаемого механическому двигателю запаса энергии, например увеличением расхода пара или воды у паровых или гидравлических турбин.
Процесс перевода нагрузки с одного генератора на другой наглядно представлен на диаграмме (рис. 6.32). Генераторы, работая параллельно, имеют одинаковые э. д. с. (Е01=Е02 ). а также активные и реактивные токи (I01 = I02).Увеличение вращающего момента на валу первого генератора вызовет увеличение угла и соответствующее отклонение вектора Е0A (точка А). Если теперь уменьшить вращающий момент на валу второго генератора, то его вектор э. д. с. отклонится в обратную сторону на угол 
(точка В); 
у генераторов изменились и их равенство нарушилось. Чтобы восстановить равенство , необходимо увеличить возбуждение первого генератора с тем, чтобы конец вектора E01 переместился в точку С, и уменьшить возбуждение второго генератора, чтобы конец вектора E02переместился в точку D. При этом токи I01 и I02 будут совпадать по фазе.
Дальнейшее увеличение вращающего момента на валу первого генератора и одновременное уменьшение его на валу второго генератора вызовет соответствующее смещение векторов Е01и Е02в точки Е и F. При этом вся нагрузка будет переведена на первый ге
нератор, а второй генератор будет полностью разгружен (Р2=0) и ток в его статорной обмотке I02=О. Напряжение при этом сохраняет свое первоначальное значение.
Следовательно, для перевода нагрузки с одного генератора на другой необходимо мощность на валу одного генератора уменьшить, а на валу другого генератора увеличить. Для сохранения неизменным величины напряжения в сети одновременно надо воздействовать на возбуждение генераторов, увеличивая возбуждение нагружаемого генератора и уменьшая возбуждение разгружаемого генератора
ГЛАВА VII
СИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ .
§ 7.1. Принцип действия синхронных двигателей
Если у одного из параллельно работающих генераторов отключить первичный двигатель, то ротор генератора будет продолжать вращаться синхронно в силу того, что статор и ротор по-прежнему упруго связаны между собой магнитными силовыми линиями вращающегося поля. В этом случае в машину будет поступать из сети электрическая мощность и преобразовываться в механическую, т. е. синхронная машина станет работать в режиме двигателя. Отсюда следует, что синхронные машины обладают свойством обратимости.
При работе машины в режиме двигателя ось потока статора опережает ось потока ротора на угол , соответственно, и вектор напряжения сети UC опережает вектор э. д. с. E0на угол .
Для уяснения процесса передачи мощности в синхронной машине рассмотрим на схеме (рис. 7.1) взаимодействие магнитных полей статора и ротора.
На рис71а дана магнитная схема генератора, у которого магнитное поле ротора несколько опережает магнитное поле статора и между осями потоков статора и ротора образуется положительный угол
При холостом ходе синхронной машины оси обоих потоков
совмещены и угол =0 (рис. 7.1, б). При работе синхронной машины в двигательном режиме ведущим становится поток статора, а ведомым — поток ротора, ось которого начинает отставать от оси потока статора на отрицательный угол (рис. 7.1, в). С увеличением нагрузки на валу машины увеличивается тормозной момент и соответственно угол . Одновременно растет развиваемая двигателем механическая мощность и потребляемая из сети электрическая мощность.
Для синхронного двигателя под электромагнитной мощностью понимают мощность, передаваемую вращающимся полем от статора к ротору. Эта мощность преобразуется в механическую, развиваемую ротором. При этом, однако, полезная мощность на валу двигателя меньше электромагнитной на величину потерь — механических, добавочных, в, стали и на возбуждение.
Основная диаграмма э. д. с. синхронного двигателя аналогична основной диаграмме э. д. с. синхронного генератора. Однако в данном случае на диаграмме строится вектор напряжения сети UC,
приложенного к зажимам машины, а не вектор напряжения U, развиваемого на зажимах генератора.
У
равнение электромагнитной мощности РЭМ синхронного двигателя такое же, как и для генератора, с той разницей, что угол считается отрицательным. Машина в данном случае не отдает энергию в сеть, а потребляет ее из сети. Электромагнитный момент двигателя прямо пропорционален электромагнитной мощности РЭМ и является вращающим моментом, уравновешивающим тормозящий момент на валу.
Удельная синхронизирующая мощность РСХ двигателя, так же как и у генератора, определяется производной от электромагнитной мощности по углу
увеличится до значения , а затем уменьшится, но не до первоначального значения, а вследствие инерции вращающихся частей машины до несколько меньшего значения угла . Возникают затухающие колебания угла около его первоначального значения или, что то же, колебания угловой скорости ротора около синхронной угловой скорости . Эти колебания быстро затухают.В пределах изменения угла
от 0 до 90° работа генератора при незначительных изменениях нагрузки является устойчивой. При значении угла =90° электромагнитная мощность и момент имеют максимальное значение. Одновременно они представляют собой предел устойчивой работы генератора. В пределах изменения угла от 90 до 180° положительному приращению будет соответствовать отрицательное приращение мощности , угол возрастет еще больше, и машина выпадет из синхронизма.Таким образом, синхронная машина будет работать устойчиво, если положительному приращению
соответствует положительное приращение электромагнитной мощности , а отрицательному приращению
— отрицательное приращение
. Критерием устойчивой работы служит условие .Чтобы Генератор мог работать устойчиво, не выпадая из синхронизма, он должен обладать достаточной синхронизирующей мощностью. Удельная синхронизирующая мощность определяется производной от электромагнитной мощности по углу
и для неявнополюсной машины Синхронизирующая мощность равна удельной синхронизирующей мощности, умноженной на смещение до:
В
хождение машины в синхронизм зависит от синхронизирующей мощности, замедляющей вращение ротора при положительном приращении угла или ускоряющей его вращение при отрицательном приращении угла . Зависимость удельной синхронизирующей мощности от угла на рис. 6.31 показана штриховой линией. При =0 генератор развивает наибольшую синхронизирующую мощность, но его электромагнитная мощность РЭМ=0. Наоборот, когда =90°, генератор развивает наибольшую электромагнитную мощность, а его синхронизирующая мощность ЭМ=0. Практически угол у работающих генераторов не превышает25°.При рассмотрении вопроса влияния изменения тока возбуждения на параллельную работу генераторов было отмечено, что изменение возбуждения влечет за собой изменение реактивных токов генераторов, в то время как их активные токи остаются неизменными.
Для изменения активной мощности генераторов необходимо, чтобы изменился создаваемый первичным двигателем момент на валу генератора. Этого можно достигнуть увеличением или уменьшением сообщаемого механическому двигателю запаса энергии, например увеличением расхода пара или воды у паровых или гидравлических турбин.
Процесс перевода нагрузки с одного генератора на другой наглядно представлен на диаграмме (рис. 6.32). Генераторы, работая параллельно, имеют одинаковые э. д. с. (Е01=Е02 ). а также активные и реактивные токи (I01 = I02).Увеличение вращающего момента на валу первого генератора вызовет увеличение угла
и соответствующее отклонение вектора Е0A (точка А). Если теперь уменьшить вращающий момент на валу второго генератора, то его вектор э. д. с. отклонится в обратную сторону на угол (точка В); у генераторов изменились и их равенство нарушилось. Чтобы восстановить равенство , необходимо увеличить возбуждение первого генератора с тем, чтобы конец вектора E01 переместился в точку С, и уменьшить возбуждение второго генератора, чтобы конец вектора E02переместился в точку D. При этом токи I01 и I02 будут совпадать по фазе.Дальнейшее увеличение вращающего момента на валу первого генератора и одновременное уменьшение его на валу второго генератора вызовет соответствующее смещение векторов Е01и Е02в точки Е и F. При этом вся нагрузка будет переведена на первый ге
нератор, а второй генератор будет полностью разгружен (Р2=0) и ток в его статорной обмотке I02=О. Напряжение при этом сохраняет свое первоначальное значение.
Следовательно, для перевода нагрузки с одного генератора на другой необходимо мощность на валу одного генератора уменьшить, а на валу другого генератора увеличить. Для сохранения неизменным величины напряжения в сети одновременно надо воздействовать на возбуждение генераторов, увеличивая возбуждение нагружаемого генератора и уменьшая возбуждение разгружаемого генератора
ГЛАВА VII
СИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ .
§ 7.1. Принцип действия синхронных двигателей
Если у одного из параллельно работающих генераторов отключить первичный двигатель, то ротор генератора будет продолжать вращаться синхронно в силу того, что статор и ротор по-прежнему упруго связаны между собой магнитными силовыми линиями вращающегося поля. В этом случае в машину будет поступать из сети электрическая мощность и преобразовываться в механическую, т. е. синхронная машина станет работать в режиме двигателя. Отсюда следует, что синхронные машины обладают свойством обратимости.
При работе машины в режиме двигателя ось потока статора опережает ось потока ротора на угол
, соответственно, и вектор напряжения сети UC опережает вектор э. д. с. E0на угол .Для уяснения процесса передачи мощности в синхронной машине рассмотрим на схеме (рис. 7.1) взаимодействие магнитных полей статора и ротора.
На рис71а дана магнитная схема генератора, у которого магнитное поле ротора несколько опережает магнитное поле статора и между осями потоков статора и ротора образуется положительный угол
При холостом ходе синхронной машины оси обоих потоков
совмещены и угол
=0 (рис. 7.1, б). При работе синхронной машины в двигательном режиме ведущим становится поток статора, а ведомым — поток ротора, ось которого начинает отставать от оси потока статора на отрицательный угол (рис. 7.1, в). С увеличением нагрузки на валу машины увеличивается тормозной момент и соответственно угол . Одновременно растет развиваемая двигателем механическая мощность и потребляемая из сети электрическая мощность.Для синхронного двигателя под электромагнитной мощностью понимают мощность, передаваемую вращающимся полем от статора к ротору. Эта мощность преобразуется в механическую, развиваемую ротором. При этом, однако, полезная мощность на валу двигателя меньше электромагнитной на величину потерь — механических, добавочных, в, стали и на возбуждение.
Основная диаграмма э. д. с. синхронного двигателя аналогична основной диаграмме э. д. с. синхронного генератора. Однако в данном случае на диаграмме строится вектор напряжения сети UC,
приложенного к зажимам машины, а не вектор напряжения U, развиваемого на зажимах генератора.
У
равнение электромагнитной мощности РЭМ синхронного двигателя такое же, как и для генератора, с той разницей, что угол считается отрицательным. Машина в данном случае не отдает энергию в сеть, а потребляет ее из сети. Электромагнитный момент двигателя прямо пропорционален электромагнитной мощности РЭМ и является вращающим моментом, уравновешивающим тормозящий момент на валу.Удельная синхронизирующая мощность РСХ двигателя, так же как и у генератора, определяется производной от электромагнитной мощности по углу