при индуктивной нагрузке
при ёмкостной нагрузке
при активно-индуктивной (смешанной) нагрузке
Потоки и ЭДС нагруженного СГ
Номинальные данные СМ
Характеристики СГ
Векторные диаграммы СГ
Выражение для электромагнитной мощности и электромагнитного момента СМ
- Главная
- Разное
- Дизайн
- Бизнес и предпринимательство
- Аналитика
- Образование
- Развлечения
- Красота и здоровье
- Финансы
- Государство
- Путешествия
- Спорт
- Недвижимость
- Армия
- Графика
- Культурология
- Еда и кулинария
- Лингвистика
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Маркетинг
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
Машины переменного тока. Синхронные машины. Реакция якоря. (Лекция 5) презентация
Содержание
- 1. Машины переменного тока. Синхронные машины. Реакция якоря. (Лекция 5)
- 2. Рис.1.Явнополюсный (а) и неявнополюсный (б) роторы СМ
- 3. Что
- 4. Итак, при нагрузке
- 5. Рис.2. Реакция якоря СГ при активной (а), индуктивной (б), емкостной (в), активно-индуктивной (г) нагрузках.
- 6. Рис. 3.Распределение магнитных потоков при различной нагрузке СГ
- 7. Реакция якоря в СМ при активной нагрузке
- 9. Реакция якоря в CM при индуктивной нагрузке
- 11. Реакция якоря в СМ при емкостной нагрузке
- 13. Реакция якоря в СГ при смешанной
- 14. Потоки и ЭДС нагруженного СГ В
- 15. ЭДС в комплексной форме
- 16. Уравнение ЭДС для фазной катушки статора
- 17. Реактивное синхронное сопротивление Сумму реактивных сопротивлений фазы
- 18. Рис.4. а)схема замещения и б)векторная диаграмма фазы
- 19. Пояснение к векторной диаграмме Если нагрузка генератора
- 20. Номинальные данные СМ
- 22. Характеристики СГ Характеристика холостого хода Внешняя характеристика Регулировочная характеристика Короткого замыкания Индукционная
- 23. Характеристика холостого хода Характеристика холостого
- 24. Рис. 6. Характеристика холостого хода СГ. Определение
- 25. Рис.7.Универсальная кривая намагничивания
- 26. Рис.8.Внешняя характеристика СГ Внешней характеристикой называют зависимость
- 27. Рис.9. Вид внешних характеристик при снятии их
- 28. Рис.9а.Внешние характеристики синхронного генератора при различных видах
- 29. Обычно генераторы работают
- 30. Рис.10.Регулировочная характеристика СГ Регулировочная характеристика показывает, как
- 31. Рис.10а Регулировочные характеристики при разной нагрузке
- 32. Рис.11.Характеристика короткого замыкания а)схема опыта, б)
- 33. Из-за размагничивающего действия Рис.11.б) кривая 1
- 34. Рис.12. Индукционная нагрузочная характеристика U =f(Iв)
- 35. Векторные диаграммы СГ
- 36. Рис.13.Построение векторной диаграммы неявнополюсного СГ при акт.-инд. нагрузке с учётом насыщения магнитной цепи (диаграмма Потье)
- 39. Рис.14. Векторная диаграмма для явнополюсного СГ (диаграмма Блонделя)
- 40. Для определения токов Id
- 41. Для неявнополюсной конструкции второе слагаемое исчезает,
Рис.1.Явнополюсный (а) и неявнополюсный (б) роторы СМ (1- башмак полюса, 2- катушка возбуждения, 3- контактные кольца), башмак с к.з. обмоткой(в), фрагмент к.з. обмотки(г)
Слайд 1Машины переменного тока ч.2(продол.)
Синхронные машины (СМ) (продолж.).
Реакция якоря (Р.Я.)
при активной нагрузке
Слайд 2Рис.1.Явнополюсный (а) и неявнополюсный (б) роторы СМ (1- башмак полюса, 2-
катушка возбуждения, 3- контактные кольца), башмак с к.з. обмоткой(в), фрагмент к.з. обмотки(г)
Слайд 3 Что такое реакция якоря?
Магнитное поле статора, накладываясь на магнитное поле ротора, может либо ослаблять, либо усиливать его.
Результат взаимодействия этих полей определяют величина и характер нагрузки CГ.
Влияние магнитного поля статора на магнитное поле, создаваемое вращающимися полюсами ротора, называют реакцией якоря.
Явление реакции якоря имеется и в синхронных двигателях, но поскольку в СД форма кривой ЭДС малосущественна, то реакция якоря в СД имеет второстепенное значение.
Результат взаимодействия этих полей определяют величина и характер нагрузки CГ.
Влияние магнитного поля статора на магнитное поле, создаваемое вращающимися полюсами ротора, называют реакцией якоря.
Явление реакции якоря имеется и в синхронных двигателях, но поскольку в СД форма кривой ЭДС малосущественна, то реакция якоря в СД имеет второстепенное значение.
Слайд 4 Итак, при нагрузке ток Iа протекает по
обмотке якоря (статора) и создаёт МДС Fа, которая взаимодействует с МДС возбуждения (ротора) FB.
Необходимо учитывать род нагрузки генератора:
активная R,
реактивная L,
ёмкостная C,
смешанная активно-индуктивная R+L,
смешанная активно-ёмкостная R+C.
Будем характеризовать род нагрузки углом ψ – углом сдвига между вектором ЭДС Eа и вектором тока статора Iа
(а не углом φ – сдвига между векторами напряжения и тока статора).
Необходимо учитывать род нагрузки генератора:
активная R,
реактивная L,
ёмкостная C,
смешанная активно-индуктивная R+L,
смешанная активно-ёмкостная R+C.
Будем характеризовать род нагрузки углом ψ – углом сдвига между вектором ЭДС Eа и вектором тока статора Iа
(а не углом φ – сдвига между векторами напряжения и тока статора).
Слайд 5Рис.2. Реакция якоря СГ при активной (а), индуктивной (б), емкостной (в),
активно-индуктивной (г) нагрузках.
Слайд 7Реакция якоря в СМ при активной нагрузке
При активной
нагрузке (сопротивлением Z=R) ЭДС Еa фазы 1-1' обмотки статора и ее ток Ia совпадают по фазе и достигают максимума в тот момент, когда ось магнитного потока ротора N—S (вектор МДС Fв) перпендикулярна оси катушки фазы 1-1' (вектор Fа ).
В этом случае вектор МДС ротора Fв опережает вектор МДС статора Fа на электрический угол, равный 90°.
При этом результирующий вектор МДС поворачивается относительно вектора МДС Fв на угол θ в направлении, противоположном направлению вращения ротора n0 (рис.2.а) .
В этом случае вектор МДС ротора Fв опережает вектор МДС статора Fа на электрический угол, равный 90°.
При этом результирующий вектор МДС поворачивается относительно вектора МДС Fв на угол θ в направлении, противоположном направлению вращения ротора n0 (рис.2.а) .
θ
Слайд 9Реакция якоря в CM при индуктивной нагрузке
При чисто индуктивной
нагрузке (сопротивление Z=L) ток в фазе обмотки статора 1-1' отстает от ЭДС фазы на угол 90° и поэтому достигает максимума в тот момент времени, когда полюс ротора No уже повернулся на 90° по направлению вращения и занял положение (рис.2, б)
В этом случае МДС статора Fа оказывается направленной навстречу МДС ротора FB и размагничивает магнитное поле машины:
В этом случае МДС статора Fа оказывается направленной навстречу МДС ротора FB и размагничивает магнитное поле машины:
Слайд 11Реакция якоря в СМ при емкостной нагрузке
При емкостной нагрузке
генератора Z=C ток в фазе 1-1' статора опережает ЭДС фазы на 90° и поэтому достигает максимума в тот момент, когда полюс ротора No еще не повернулся на 90° по направлению вращения и занимает пока положение (рис.2, в).
В этом случае МДС статора Fа оказывается направленной согласно с МДС ротора FB и усиливает магнитное поле машины:
В этом случае МДС статора Fа оказывается направленной согласно с МДС ротора FB и усиливает магнитное поле машины:
Слайд 13Реакция якоря в СГ при смешанной
активно-индуктивной нагрузке (рис.2,г)
При
активно-индуктивной нагрузке СГ Z=C ток в фазе
1-1' статора отстаёт от ЭДС фазы на угол Ψ ≠ 90 и поэтому его раскладывают на две составляющие продольную Fad и поперечную Faq( рис.2, г), проецируя, соответственно, на продольную и поперечную оси полюсов ротора
1-1' статора отстаёт от ЭДС фазы на угол Ψ ≠ 90 и поэтому его раскладывают на две составляющие продольную Fad и поперечную Faq( рис.2, г), проецируя, соответственно, на продольную и поперечную оси полюсов ротора
Слайд 14Потоки и ЭДС нагруженного СГ
В нагруженном синхронном генераторе существуют три
магнитных потока:
Фо - основной поток ротора (Фв),
Фя - поток статора и
ФS - поток рассеяния статора.
Эти магнитные потоки индуцируют в катушке фазы, соответственно ,три ЭДС:
Ео — от магнитного потока ротора,
Ея — от потока статора и
Es — от магнитного потока рассеяния.
Следует отметить, что ЭДС Ея и Es пропорциональны вызвавшему их току фазы статора Iа.
Фо - основной поток ротора (Фв),
Фя - поток статора и
ФS - поток рассеяния статора.
Эти магнитные потоки индуцируют в катушке фазы, соответственно ,три ЭДС:
Ео — от магнитного потока ротора,
Ея — от потока статора и
Es — от магнитного потока рассеяния.
Следует отметить, что ЭДС Ея и Es пропорциональны вызвавшему их току фазы статора Iа.
Слайд 15ЭДС в комплексной форме
где Хя и Xs - соответственно индуктивное сопротивление и индуктивное сопротивление рассеяния фазы обмотки статора.
Слайд 16 Уравнение ЭДС для фазной катушки статора неявнополюсной СМ
U-
фазное напряжение статора;
Rф - активное сопротивление фазы статора R1.
Rф - активное сопротивление фазы статора R1.
Слайд 17Реактивное синхронное сопротивление
Сумму реактивных сопротивлений фазы называют реактивным синхронным сопротивлением
ХСИН
= Хя + Xs.
Обычно для фазы обмотки статора RФ < < ХСИН , поэтому падением напряжения на активном сопротивлении фазы можно пренебречь.
Тогда уравнение для фазы статора будет
Ú = É0 – jXСИН İ или É0 =Ú + jXСИН İ
Обычно для фазы обмотки статора RФ < < ХСИН , поэтому падением напряжения на активном сопротивлении фазы можно пренебречь.
Тогда уравнение для фазы статора будет
Ú = É0 – jXСИН İ или É0 =Ú + jXСИН İ
Слайд 19Пояснение к векторной диаграмме
Если нагрузка генератора активно-индуктивная, то вектор тока İ
отстает по фазе от напряжения Ú на угол φ, а вектор индуктивного падения напряжения jXСИН İ опережает вектор тока на угол 90°. Сумма векторов Ú и jXСИН İ создаёт вектор ЭДС É0.
Угол θ между векторами Ú и É0 называют углом нагрузки, а угол между векторами É0 и İ обозначают ψ1.
Угол θ между векторами Ú и É0 называют углом нагрузки, а угол между векторами É0 и İ обозначают ψ1.
Слайд 21
Угонной частотой вращения называют частоту,
которая проявляется при сбросе нагрузки на полном напряжении.
Она не должна превышать 1,45-1,7 от номинальной частоты вращения.
Последствия превышения угонной частоты: деформация ротора и другие отрицательные пагубные явления для гидрогенераторов..
Она не должна превышать 1,45-1,7 от номинальной частоты вращения.
Последствия превышения угонной частоты: деформация ротора и другие отрицательные пагубные явления для гидрогенераторов..
Слайд 22Характеристики СГ
Характеристика холостого хода
Внешняя характеристика
Регулировочная характеристика
Короткого замыкания
Индукционная
Слайд 23
Характеристика холостого хода
Характеристика холостого хода - зависимость ЭДС генератора (фазы) E0
от тока возбуждения ротора IВ при токе фазы статора
Iа = 0 и частоте вращения ротора n0 = const (что равносильно Iа = const).
Iа = 0 и частоте вращения ротора n0 = const (что равносильно Iа = const).
Рис.5. Е0 = f(Iв) при Ia = const и n0 = const
Слайд 24Рис. 6. Характеристика холостого хода СГ. Определение коэффициента насыщения Кн
Коэффициент насыщения
Кн=
αс / αb
Слайд 26Рис.8.Внешняя характеристика СГ
Внешней характеристикой называют зависимость напряжения фазы обмотки статора U
oт тока статора Iа,
т. е. U = f(Iа ), при IВ = const,
f = const и коэффициенте мощности cos φ = const или
φ = const.
Обычно выбирают такое значение тока возбуждения, чтобы при номинальном
токе статора I ном напряжение также было номинальным U ном .
т. е. U = f(Iа ), при IВ = const,
f = const и коэффициенте мощности cos φ = const или
φ = const.
Обычно выбирают такое значение тока возбуждения, чтобы при номинальном
токе статора I ном напряжение также было номинальным U ном .
Слайд 27Рис.9. Вид внешних характеристик при снятии их от холостого хода до
номинальной нагрузки
Индуктивная.нагрузка.
Ёмкостная нагрузка
Активная нагрузка
а
Слайд 28Рис.9а.Внешние характеристики синхронного генератора при различных видах нагрузки
При Uном = const
При
U0= const
При переходе от режима холостого хода к режиму номинальной нагрузки изменение напряжения характеризуется величиной (%)
Δu = [(U0 - Uном )/Uном ]100.%
При U = 0 (короткое замыкание) все характеристики пересекаются в одной точке, соответствующей значению тока Iк
Слайд 29 Обычно генераторы работают с cos φ =
0,9 ÷ 0,85 при отстающем токе (активно-индуктивная нагрузка).
В этом случае Δu = 25 ÷ 35 %.
Чтобы подключенные к генератору потребители работали при напряжении, близком к номинальному, применяют специальные устройства, стабилизирующие его выходное напряжение U, например, быстродействующие регуляторы тока возбуждения.
В этом случае Δu = 25 ÷ 35 %.
Чтобы подключенные к генератору потребители работали при напряжении, близком к номинальному, применяют специальные устройства, стабилизирующие его выходное напряжение U, например, быстродействующие регуляторы тока возбуждения.
Слайд 30Рис.10.Регулировочная характеристика СГ
Регулировочная характеристика показывает, как следует изменять ток возбуждения ротора
при изменении тока нагрузки генератора, чтобы напряжение генератора оставалось постоянным, т. е.
IВ =f(I) при U= const,
cos φ = const или
φ = const и
f (или n) = const.
IВ =f(I) при U= const,
cos φ = const или
φ = const и
f (или n) = const.
Ú = É0 – jXСИН İа
N.B.
Слайд 32Рис.11.Характеристика короткого замыкания а)схема опыта, б) характеристика к.з. совместно с
характеристикой холостого хода
а)
б)
Слайд 34Рис.12. Индукционная нагрузочная характеристика
U =f(Iв)
1- опытная,
1′- расчётная,
2- характеристика холостого
хода.
Слайд 36Рис.13.Построение векторной диаграммы неявнополюсного СГ при акт.-инд. нагрузке с учётом насыщения
магнитной цепи (диаграмма Потье)
Слайд 40
Для определения токов Id и Iq спроектируем все векторы на соответствующие
оси q и d
Подставив (4) в (2), получим выражение для электромагнитной мощности явнополюсного СГ
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
Слайд 41 Для неявнополюсной конструкции второе слагаемое исчезает, т.к. в этом случае
xd = xq = xсинх (xс).
Для электромагнитного момента
Явнополюсное исполнение
Неявнополюсное исполнение
(6)
(7)
(8)
