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
Рис. 4-75. Ди.эграмма япиог:о.пюсиого двигателя, работающего с опережающим током.
женного исследования можно также использовать упрощенные диаграммы.
На рис. 4-75 представлена диаграмма явнополюсного синхронного двигателя, работающего с опережающим током. Здесь фаза тока определяется относительно фазы напряжения сети.
Справа на рис. 4-75 показаны векторы составляющих приложенного к двигателю напряжения, компенсирующих падения напряжения или уравновещирающих соответствующие -ч. д. с. в обмотке статора; слева показаны векторы этих э. д. с. Их построение производится так же. как для генератора, и должно быть понятно без особых пояснений. Прн практическом построении диаграммы ограничиваются построением лищь правой ее части. На рис. 4-76 представлена диаграмма явнополюсного двигателя, работающего с отстающим током. В этой диаграмме, как и в дальнейших, индекЬ с у вектора напряжения опущен.
На рис. 4-75 и 4-76 видно, что реакция в синхронном двигателе при опережаюш,ем токе является размагничивающей (F направлена против Fg и соответственно Ёпротив Е ), Э. при отстающем токе-намагничивающей (/ ц совпадает по направлению с F, как и Ё с ).
Это не противоречит выводам, полу- ченным при рассмотрении реакции якоря генератора (см. sect; 4-3,а). Действительно, на рис. 4-75 видно, что синхронный двигатель, работающий с опережающим
током, имеет продольную составляющую тока отстающую от э. д. с. Ё, что соответствует работе генератора с отстающим токо.м. Из рис. 4-76 вытекает, что работа двигателя с отстающим током соответствует работе генератора с опережающим током, так как в обоих случаях вектор будет опережающим
по отношению к вектору .
Мы здесь не буде.м приводить диаграммы иеявнополюсного двигателя. Их построение производится в том же порядке, что и для иеявнополюсного генератора.
в) Электромагнитная и синхронизирующая мощности синхронного д в и г а т ел я. Под электромагнитной мощностью синхронного двигателя понимается мощность, которая передается вращающимся поле.м со статора ротору. Она преобразуется в механическую мощность, развиваемую ротором. Часть этой мощности расходуется на покрытие механических потерь, добавочных потерь к стали и на возбуждение, если возбудитель приводится во вращение синхронным двигателем. Остальная часть механической мощности, разви-
Рис. 4-76, Диаграмма явнополюсного двигателя, работающего с отстающим током.
от угла б. Жирно
Рис. 4-77. Диаграмма двигателя, работающего с отстающим током (к выводу уравнения для электромагнитной мощности).
.чаемой ротором, является полезной мощностью на валу двигателя.
Уравнения для электромагнитной и синхронизирующей мощностей можно получить при помощи упрощенной диаграммы синхронного двигателя, представленной на рис. 4-77. Они будут такие же, как соответствующие уравнения для генератора (4-69) и (4-73). Очевидно, что уравнения для Рэм и Рс явнополюсного двигателя не будут отличаться от уравнений (4-75) и (4-79) явнополюсного генератора.
Из рис. 4-77 следует, что пространственный вектор н. с. Fp при работе мащины двигагелем опережает век-гор Fb, тогда как при работе мащины генератором имеет место обратное явление (рис. 4-63). Напомним, что в двигателе электромагнитный вращающий момент направлен в сторону вращения ротора, тогда как в генера-горе против вращения ротора. Будем считать в выражениях для мощностей угол в при работе генератором положительным, а при работе двигателем отрицательным.
Мерой способности двигателя сохранять синхронизм при той или другой нагрузке, так же как и для генератора, может служить первая производная от электромагнитной мощности . по углу 9, т. е. величина Рс [(4-73) или (4-79)].
На рис. 4-78 представлены зависимости электромагнитного момента M. =
=- и удельного синхронизирующего
момента М = -
начерченная часть кривой M = j(b} соответствует области устойчивой работы синхронной машины при малых возмущениях, так как при изменении угла 9 от -90 deg; до +90 deg; удельный синхронизирующий момент сохраняет положительное значение.
Максимальный электромагнитный момент
М, ==. (4-84)
определяет предел статической устойчивости синхронного двигателя, т. е. его способности держаться в синхронизме при малых возмущениях режима работы.
При определении Л1 по (4-84)
э. д. с. надо брать по спрямленной характеристике холостого хода для данного тока возбуждения х=х - ненасыщенное значение. Для нормальных синхронных двигателей при
эм.м 8-25
эм..м- М - 1 gt;0 -.О.
г) V-образные кривые синхронного двигателя. Под V;-образными кривыми синхронного двигателя понимаются кривые, выражающие зависимость тока статора от тока возбуждения при постоянной мощности на валу и при постоянном напряжении на зажимах.
Эти кривые можно получить из упрощенной диаграммы, пренебрегая потерями в активном сопротивлении
- /-. | Генерс \ х /\-- / \ / \ / \ | imop IM.M \ | |
\ / \ Ч | -$0 deg; J м.м / | 0 90 deg; | t80 deg; |
Двигателе
Рис 4-7В. авнсимостя Л1, п от угла 6.
Рис 4-79. Диаграмма двигателя при различных возбуждениях.
обмотки статора, магнитными и механическими потерями. Соответствующие построения приведены на рис. 4-79, из которого видно, что при перевозбуждении синхронный двигатель работает с опережающим током (потребляет опережающий ток), а при недовозбуждении - с отстающим током (потребляет отстающий ток).
При более точном определении V-образнон кривой надо обратиться к диаграммам явнополюсной или неявнополюсной машины, которые должны быть построены с учетом насыщения для различных токов / при /со5ф = соп51 и t/ = const. Потсрями и в этом случае обычно пренебрегают.
V-образные кривые двигателя представлены на рис. 4-80, Они могут быть также сняты опытным путем.
д) Пуск в ход синхронного двигателя. Синхронные двигатели долгое вре.М1Я находили себе применение лишь в редких случаях вследствие тех затруднений, которые создавались при пуске иК в ход.
Электромагнитный вращающий момент уИэм будет все время направлен в одну сторону только при синхронной скорости вращения ротора. Если же двигатель приключить к сети переменного тока; когда его ротор неподвижен, а в обмотке возбуждения имеется прстоянный ток, то электромагнитный момент, получающийся от взаимодействия неподвижного поля полюсов и перемещающихся с синхронной скоростью по окружности статора токов, .будет в течение периода дважды изменять свое направление (над северным, например, полюсом ротора будут иметь место токи то одного направления, то, спустя полпериода, дру-
гого направления). Двигатель не придет во вращение, так как электромагнитный момент не сможет в течение полпериода разогнать ротор до синхронной скорости из-за его инерции.
Следовательно, для того чтобы электромагнитный вращающий момент в синхронном двигателе был направлен все время в одну сторону,необходимо до приключения синхронного двигателя к сети развернуть его каким-нибудь посторонним двигателем до синхронной скорости. После этого включение рубильника или масляного выключателя должно быть произведено в определенный момент времени, который устанавливается при помощи синхроноскопа. Способы включения здесь те же, что и для генератора.
Пуск синхронного двигателя при помощи постороннего двигателя, называемого разгонным или пусковым, обладает рядом крупных недостатков, которые и препятствовали широкому распространению синхронных двигателей.
При помощи разгонного двигателя, мощность которого обычно составляла 5-15% от номинальной мощности синхронного двигателя, последний можно было пускать только при малой нагрузке на валу. Установка к тому же получалась громоздкой и неэкономич-. ной.
В качестве разгонного двигателя обычно использовался асинхронный двигатель с числом полюсов на два меньшим, чем число полюсов синхронного двигателя.
В настоящее время пуск в ход при помощи разгонного двигателя на прак-[ике почти не применяется; он иногда находит себе применение главным образом для мощных синхронных компенсаторов (см. sect; 4-8,ж).
В последние годы почти во всех случаях практики применяется так
Рис. 4-80. V-образные кривые двигателя.
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 |