www.chms.ru - вывоз мусора в Балашихе 

Динамо-машины  Нагревание и охлаждение 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 [ 61 ] 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92

Таблица 4-2

Нормальные характеристики холостого хода (по данным заводов Советского Союза)

0 0,5

1 1.5 2 2.5 3 3,5

При.мечание

а о,-,1

1 1.21 \:М 1,1 1.51

Для турбогенераторов

0 о.и

1 1.23 1.311 - -

Для гидро-геператороп

установив при / = / такой ток возбуждения /в, чтобы при заданном coscf получить и=и . По характеристикам могут быть найдены процентные значения изменения напряжения при переходе генератора от нагрузки к холостому ходу.

Определение внешних характеристик может быть произведено по регулировочным характеристикам, построенным при помощи векторных диаграмм и характеристики холостого хода.

Пусть требуется определить внешнюю характеристику при номинальном токе возбуждения /ц.п, соответствующем Ua при / и со8ф . В этом случае известны, следовательно, две точки внeuJнeй характеристики: f/ при / laquo; и Uo = Eo при / = 0. Для определения промежуточных точек нужно построить регулировочные характеристики для со5ф = соп81 и напряжений U,


юомм

Рис. 4-41. Диаграмма гидрогенератора: 30 ООО ква\ 13 800 в; I 260 а; cos у = 0,8;

75 об!мин; г = 0,005; = 0,11;

4d - 0,70; дг; = 0,49: х = 0.38 ,из ристики холостого хода для

ха = 0,81: характе-


Рис 4-42. Внешние характеристики.

U, значения которых лежат между Uo и Un.

На рис. 4-43 показано, как определяются промежуточные точки внешней характеристики по регулировочным характеристикам.

о) Кратности тока короткого замыкания. Различают кратности тока короткого замыкания при laquo;возбуждении холостого хода raquo;

кО /

и при номинальном возбуждении

/к.н- /

(4-32)

(4-33)

где - ток короткого замыкания при возбуждении 1, соответствующем Ед=

= и при

холостом

ходе, а L

короткого замыкания при номинальном возбуждении.

Большее практическое значение имеет величина /п, которую называют также

/-гф при a=f(t) яри и =аШ и Ie =const и смЛ


Рис. 4-43. Построение внешней характеристики по регулировочны.м.



отношением короткого к а н и я и обозначают ОКЗ:

замы-

Значения f и / могут быть определены по характеристике короткого замыкания.

Если последняя построена в относительных единицах, то значения тока статора при токах возбуждения / 0=1 и /* 1 и будут равны соответственно f raquo; /к. -

Их можно также определить по формулам:

/ко у. / \ ко

где E,l(EJ) и значения э.д. с.

по спрямленной характеристике холостого хода при IiO и/, (/;). а (л:*) - ненасыщенное значение продольного синхронного сопротивления. Обычные значения 0КЗ = } лежат в следующих пределах: для турбогенераторов ОКЗ = 0,55-7-0,9; для гидрогенераторов ОКЗ = 0,9 9.

4-4. Несимметричная нагрузка трехфазного генератора

Несимметричная нагрузка трехфазных генераторов получается при неравномерном распределении однофазных приемников энергии. Однако в большинстве случаев достижение практически симметричной нагрузки не представляет затруднений.

Если нагрузку составляют однофазные электрические печи большой мошности, например на металлургических заводах, то распределению таких приемников энергии между фазами трехфазной сети следует уделять особое внимание При наличии на указанных заводах собственных небольших электрических станций все же приходится считаться с возможностью заметной несимметрии нагрузки генераторов этих станций.

Несимметричная нагрузка может получиться при аварийных режи.мах, например в случае обрыва одного из проводов линии или при работе генераторов на линию через неполную трансформаторную группу. Возможны также несимметричные короткие замыкания; двухфазное, однофазное (при наличии нулевого провода).

Таким образом, исследование работы трехфазных генераторов при несимметричной нагрузке наряду с теоретическим имеет и практическое значение. При этом исследовании мы будем пользоваться методом симметричных составляющих. Примем, что нагрузка характеризуется несимметричной системой токов в фазах статора / , /; -которая при разложении дает все три симметричные срстав-ляющие системы: /щ, / Z, (токи прямой последовательности); /j, /ь., / . gt; (токи обратной последовательности): Z {токи нулевой последовательности). Можно ,ieйcтвиe каждой из этих симметричных систем токов в синхронной машине с симметричной обмоткой на статоре учитывать отдельно.

Токи прямой последовательности создадут н. с, вращающуюся в сторону вращения полюсов с синхронной скоростью. Будем ее называть прямо-синхронной н. с. Она будфт неподвижна относительно полюсов и определенным образом воздействовать на основное поле машины, т. е, создавать реакцию якоря в том смысле, в каком понимается это явление. I

Токи обратной последовательности создадут н. с, вращающуюся в обратную сторону с синхронной скоростью. Будем ее называть обратно-синхронной или !обратной н. с. Она будет вращаться отнобительно полюсов с двойной синхронной скоростью и вызовет соответствующее обратно-синхронное (или обратное) поле.

Токи нулевой последовательности создадут н, с, первые гармоники (так же как и гармоники с номером 5, 7, И, 13 и т. д.) кото-рыл в сумме дадут нуль. Останутся только гармоники с номером, кратным трем. Они вызовут пульсирующие поля, оказывающие на работу машины относительно слабое влияние.

а) Обрати о- синхронное поле. Обратно-синхронное поле, вызванное обратной н. с, статора, не будет иметь, как увидим, постоянной амплитуды,

.Если бы были одинаковы магнитные проводимости и электрические цепи ротора по его продольной н поперечной осям, то мы могли бы считать, что работа синхронной машины по отношению к токам обратной последовательности подобна работе асинхронной машины в режиме тормоза при скольжении 5 = 2, В действительности мы должны учесть как различие магнитных цепей, так и различие электрических контуров ротора по его продольной и поперечной осям. Вследствие указанного различия обратно вращающееся поле бу.чет непостоянным. Оно будет изменяться в зависимости от положения его оси относительно оси полюсов,

В машине с цилиндрическим массивным ротором при разомкнутой обмотке возбуждения обратное поле практически не будет изменяться, так как здесь магнитные проводимости по продольной и поперечной осям ротора почти одинаковы. Поле будет в большой степени заглушаться вихревыми токами, наведенными им в массивном роторе. При замкнутой обмотке возбуждения обратное поле по продольной оси будет ослабляться в большей степени, чем по поперечной оси, так как и. с. от токов двойной частоты, наведенных в об-



мотке возбуждения, будет действовать против обратной н, с. при совпадении ее оси с осью полюсов. Все же различие обратного поля по продольной и поперечной осям ротора и в этом случае получается относительно небольшое, так как основное заглушаюшее действие оказывают вихревые токи, нанеденные в массивном роторе.

(Збратимся к явнополюсной машине, и будем считать, что ее полюсы и ярмо ротора собраны из листов и что на полюсах помешена только одна обмотка возбуждения.

Для более подробного рассмотрения действия обратной н. с. статора, врашаюшейся относительно ротора с двойной синхронной скоростью, целесообразно заменить ее двумя пульсируЕошими с двоСжой частотой н. с, связанными с врашающимея ротором. Обе эти пульсирующие н. с. должны иметь амплитуды, равные амплитуде обратной н. с. статора, и быть сдвинутыми в пространстве и во времени на 90 deg;. Тогда, очевидно, их результирую-нхая дает исходную обратную н. с. статора.

Будем считать, что одна нз пульсирующих н. с, связанных с ротором, пульсирует по продольной гл:и, а другая по поперечной оси. Первую назовем продольно пульсирующей составляющей, а вторую - поперечно пульсирующем составляющей обратной н. с. статора.

Продольно пульсирующая н. с. вызывает пульсирующее с двойной частотой продольное поле. Оно будет в большой степени заглу-HiaTbCH действием токов, наведенных им в обмотке возбуждения. В результате наложения переменного тока на постоянный кривая тока в об.чогке возбуждения будет иметь вид, представленный на рис. 4-44. Поэтому при измерении тока возбуждения магнитоэлектрическим амперметром показание его будет меньше, чем при измерении того же тока каким-либо другим амперметром, например тепловым или электродинамическим.

Поле, вызванное поперечно пульсирующей составляющей обратной н. с. статора, будет ослабляться в небольшой степени, так как вихревые токи, возникающие в стальных листах ротора, будут создавать лишь незначительную противодействующую и. с. Следовательно, результирующая поперечно пульсирующая н. с. будет больше, чем результирующая продольно пульрирующая н. с.

Чтобы выяснить действие результирующей поперечно пульсирующей н. е., заменим ее двумя н. с, вpaшaющиv!cя относительно ротора в разные стороны с двойной синхронной скоростью 2 п. Так как сам ротор вращается с синхронной скоростью, то одна из указанных вращающихся н. с. будет вращаться относительно статора со скоростью-2 laquo;-(-п = -п, т.е. с синхронной скоростью в обратную сторону относительно статора, а другая - со скоростью 2n + n = Sn, т. е. с тронной синхронной скоростью. Первая н. с. создает поле, которое наводит в обмотке статора э. д. с. номинальной частоты, но обратной последовательности; вторая н. с. создает поле, которое наводит в об.мотке статора э. д. с. тройной частоты. Эти э. д. с. тройной частоты, наведенные в фазах обмотки статора, будут сдвинуты по фазе на 120 deg;; следовательно, они будут проявляться как в фазных, так и в междуфазных напряжениях. Их следует отличать от


Рис. 4-44. Кривая тока в обмотке возбуждения при наличии обратного поля

э. д. с, наведенных третьими гармониками поля. Можно себе представить, что рассматриваемые э. д. с. тройной частоты создаются .Юлем ротора с тем же числом полюсов, какое он имеет, но вращающимся с тройной синхронной скоростью.

Для того чтобы работа генератора при наличии токов обратной последовательности могла быть удовлетворительной, необходимо ослабить поле, создаваемое поперечно пульсирующей и. с. Вместе с тем желательно, чтобы поле, создаваемое продольно пульсирующей н. с, заглушалось не токами в обмотке возбуждения, а токами в другой обмотке, специально для этого устроенной. В этом случае удается пэчти совершенно избавиться от токов двойной частоты в обмотке возбуждения, ухудшаюши.х условия коммутации возбудителя. Д.тя ослабления указанных вредных действий обратной н. с. статора на роторе устраивается особая обмотка, называемая успокоительной. Она, как будет показано в дальнейшем, часто имеет и другое назначение.

б) Успокоительная обмотка. Успокоительной (или демпферной) обмоткой называется короткозамкнутая обмотка, помещенная на роторе. В явнополюсной машине успокоительная обмотка обычно выполняется в виде стержней, заложенных в пазы полюсных наконечников и соединенных на торцовых сторонах пластинами. Если пластины с торцовых сторон соединяют стержни лишь в пределах полюсной дуги, то получается продольная успокоительная обмотка (рис. 4-45), Если пластины при этом соединяются в кольца, размещенные вдоль всей окружности ротора, то получается продольно-поперечная обмотка (рис. 4-46).

При наличии успокоительной обмотки продольно пульсирующая н. с. будет уравновешиваться главным образом токами в этой обмотке. Тем самым обмотка возбуждения почти совершенно освобождается от токов двойной частоты . При наличии короткозамкнутых контуров по поперечной оси будет также ослабляться действие поперечно пульсирующей н. с.

Успокоительная обмотка должна иметь небольшие активное и индуктивное сопротивления- только в этом случае ее действие будет достаточно эффективным.

В данном случае можно провести аналогию с трехобмоточным трансфор.матором, имеющим одностороннее расположение вторичных обмоток. При замыкании накоротко вто-раччэп обмотки, расположенной рядом с первичной, ток, наведенный в другой вторичной обмотке, замкнутой накоротко, будет очень мал (см. sect; 2-16).



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 [ 61 ] 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92