3 Дәрістін қысқаша курсы
жүктеу/скачать 6,02 Mb.
|
Агро УМКД
- Бұл бет үшін навигация:
- Синхронды машинаның алмастырма эквивалентті электр сұлбасы және оның өлшемдері.
- Синхронды генератордың сипаттамалары.
- Бос жүріс сипаттамасы
- Қысқа тұйықталудың сипаттамасы
- Жүктемелік сипаттамасы
- Генераторлардың параллель жұмысы.
- «Өшіруге» қосу тәсілі.
- «Жүгірме сәулені» қосу тәсілі.
- «Өздігінен синхърондау» әдісімен қосу тәсілі.
- Синхронды электр қозғалтқыш.
| 3.8. Тақырып 8. Синхронды генатор сипаттамасы.Қысқа тұйықталу жүктемесін және оның сыртқы бейнесін реттеу, сипаттау.Қысқа тұйықталудың Синхронды машинаға қатынасы.
Ұсынылатын әдебиет: - Брускин Д.Э.,Зохорович А.Е.,Хвостов В:С. Электрические машины ч.1,2 .М.:Высшая школа 1987. - Костенко М.П,Пиотровский Л.М., Электрические машины, ч.1,2. М.: Энергия 1978. - Кацман М.М. Электрические машины . М.: Высшая школа,1990. - Тихомиров А.С. Расчет трансформаторов М: Энергия,1986 Синхронды машинаның алмастырма эквивалентті электр сұлбасы және оның өлшемдері. Электрлік тепе – теңдік теңдеуіне (3.14), айқындалмаған полюсті синхронды машинаның эквивалентті орнын басу электр сұлбасы мен оның 3.6 және 3.7 – суреттерде көрсетілген векторлық диаграммасы дәл келеді. Айқын полюсті синхронды машина үшін, эквивалентті алмастырма сұлбасы бойлық және көлденең бөліктер бойымен өтетін тепе – теңдік теңдеуіне (3.14) сәйкес келетін, аралас жалғасқан электр сұлбасы ретінде қарастырылады. Синхронды машинаның алмастырма эквивалентті электр сұлбасының кедергілері, шамасы мен электрлік тепе – теңдік теңдеулері, тәжрибе жолымен анықталады, бос жүріс пен қысқа тұйықталу сипаттамалары бойынша есептеледі немесе анықтамалық мәліметтерден алынады.
Синхронды генератордың сипаттамалары. Синхронды генератордың жұмысы функциялды тәуелдік бойынша бағаланады да, оның сипаттамасы деп аталады. Олардың негізгілері: - бос жүріс сипаттамасы; - қысқа тұйықталу сипаттамасы; - реттеу сипаттамасы; - сыртқы сипаттамасы; - жүктемелік сипаттамасы. Синхронды генераторлар тұрақты айналу жылдамдығымен жұмыс жасайды, ол айнымалы ЭҚКтің жиілігін тұрақты ұстап тұру қажеттілігінен туындайды, демек барлық сипаттамалар ротордың айналу жылдамдығы тұрақты n=Const кезінде қарастырылады. Бос жүріс сипаттамасы — бұл жүктеусіз жұмыс кезінде статор орамасында индукцияланатын Е10нің айналу жылдамдығы тұрақты, қалыпты, кездегі қоздыру орамасының тоғына Ів тәуелділігі, демек, n= ní =Const кезінде Å10=fƒ(I2). . Бос жүріс сипаттамасы ЭҚК пен қоздыру тоғы арасындағы сызықты емес тәуелділік болып табылады. Мұның сызықсыздығы машинаның магнит өткізгіштеріндегі болат бөліктерінің қанығу құбылысына байланысты. Магниттегіш тоқтың шамасы, белгілі мөлшерге жеткенде, магнит ағынының өсуі баялайды, ал содан кейін, іс жүзінде, мүлде тоқталады. Қоздыру орамасындағы тоқтан ЭҚКтің өсу сипатының тәуелділігі, болаттағы магниттену қисығына ұқсас: . Â=fƒ(Í) Болаттың қанығуына қарай магниттендірудің өсуі баяулайды да, одан соң тоқталады. Қоздыру орамасындағы тоқтың одан кейін өсуі, магнит ағынының айтарлықтай өсуіне әкелмейді. Іс жүзінде, статор орамасында қоздыру тоғы болмағанның өзінде болат полюстеріндегі қалдық магнетизмнің магнит ағынан шамалы ЭҚК индукцияланады.
Бұл болатты жасанды магниттендіргенде, болаттың магнитизмді жарым – жартылап сақтап қалу қабілетіне байланысты. Турбогенератор статоры орамасының қысқыштарындағы кернеу (0,4...15) кВ, әдетте, гидрогенератордағыдан жоғары (0,4...10) кВ. Бос жүріс сипаттамасын есептеу тәжрибе жолдарымен немесе магниттену қисықтарын пайдаланып алуға болады. Әр бөлімнің материалдары үшін берілген мөлшердегі магнит ағынын туғызуға қажетті, магниттегіш күш есептеледі. Магниттегіш күш полюстер орамасындағы қоздыру тоғына Ів, ал ЭҚК Е10 өз кезегінде қоздыру тоғына Ів пропорционал болғандықтан Å10=fƒ(Iâ) қисығы масштабына сәйкес Ô=fƒ(Í) магнит сипаттамасы болып табылады. Бос жүріс сипаттамасын, тәжрибе мәліметтері бойынша тұрғызуға болады. Есептеумен немесе тәжірибе жолымен алынған жүктеусіз жұмыс сипаттамасы, синхронды машинаның алмастырма эквивалентті электр телсімінің өлшемдерін анықтау кезінде пайдаланылады. Инженерлік тәжірибеде бос жүріс сипаттамасын анықтау үшін, өлшемдері тәжірибе мәліметтерімен жақсы үйлесетін синхронды генератордың «қалыпты» сипаттамасы деп аталатын, салыстырмалы бірлікті пайдаланады (3.9 – сурет). Қысқа тұйықталудың сипаттамасы — бұл статор орамасының олардың қысқыштары тұйықталған кездегі, тоғының, қоздыру тоғына U1=0 және n=Const бөлінеді тәуелділігі: I1= fƒ(Iâ). Синхронды генераторды қысқа тұйықталу тәртібінде жұмысқа қосуға пайдалану тәжірибесінде, болмайды: Генератордың орамасы қысқа тұйықталу тоғының қызуынан бүлінбеуі үшін, ол лезде ажыратылуы тиіс. Сондықтан қысқа тұйықталу сипаттамасын статор орамасындағы тоқты ең аз деңгейіне I1ê= I1í келтіре отырып, оның қалыпты тоғының пайыздық үлесі ғана болып табылатын, қоздыру тоғы кезінде алынады. Статор орамасы мен қоздыру орамасы тізбегіне жалғанған амперметр көрсетуі есебінен тез орындау керек, себебі, статор орамасы әсеріне ондағы тоқ қалыпты тоқтың мәнінен жоғары болғанда, артық қызбауы керек. Әдетте, қысқа тұйықталу тәжрибесі кезінде, машинаның магнит жүйесі аса қанықпайды, сондықтан статор орамасы тоғының белгіленген аралықтағы өзгеруі, түзу сызық болады. Оның мәні өте жоғары болғанда ғана, қысқа тұйықталу сипаттамасының мәні абцисса өсіне (Ів) қарай қисаяды, ол генератордың магнит өткізгіштерінің қанығуының артуынан болады.
Синхронды генератор статорының индуктивтік шашырандылық кедергісін және қоздыру тоғының түрлі мәндер кезінде, қысқа тұйықталу тоғының қалыпты тоққа қатынасын анықтау кездерінде, қысқа тұйықталу сипаттамасы, бос жүріс сипаттамасымен бірге пайдаланылады. Бұл қатынас қысқа тұйықталу тоғының коэффициенті болады. Қысқа тұйықталу қатынасы немесе қысқаша ҚТҚ деп аталады. Қысқа тұйықталу сипаттамасын тәжрибелік жолмен алғанда, генератордың магнит жүйесіндегі магнетизм қалдығы магнитсіздендірілуі тиіс немесе ол қалған кезде алынған сипаттама, өзіне – өзі параллель күйі координат басына ығыстырылуы тиіс. 3.10 – суреттегі қысқа тұйықталу сипаттамасын бос жүріс сипаттамасын және синхронды машинаның эквивалентті алмастырма сұлбасының өлшемдерін қолданып, есептеу жолымен де тұрғызуға болады. Реттеу сипаттамасы — бұл генератордың жүктеме тоғы өзгеріп қуаттылық коэффициенті өзгеруіссіз қалғанда, оның қысқыштарындағы кернеу тұрақтылығын қамтамасыз ететін қоздыру тоғы деңгейінің тәуелділігі, демек U1 = Const, жәнеCosφ = Const болғанда Iâ= fƒ(I1). Бұл сипаттама синхронды генераторды эксплатациялау кезінде, өте маңызды. Ол шамасы өзгеріп тұратын жүктеме кезінде, синхронды қозғалтқыштың қысқыштарындағы кернеу өзгеріссіз қалу үшін, қоздыру тоғын қалай реттеу керектігін көрсетеді. Реттеу сипаттамасын тәжірибе жүзінде анықтау активті және индуктивті кедергілердің қатынасын өзгертпей R/õ=Const синхронды генератор қысқыштарындағы кернеу тұрақты және қалыпты кезінде қоздыру тоғын өзгерте отырып генератор жүктемесін үнемі арттыру арқылы іске асырылады. Реттеу сипаттамасын векторлық диаграммалар тобының көмегімен, синхронды генератордың реактивті кедергілері барда, есептеу жолымен тұрғызуға болады. 3.11 – суретте реактивті кедергілердің бір тобы көрсетілген. Сыртқы сипаттама — бұл синхронды генератордың қысқыштарындағы кернеудің қуат коэффициенті және қоздыру орамасындағы тоқ күші тұрақты кезіндегі жүктеме тоғына қатынасы: U=fƒ(I1) á½ë Iâ =Const, n =Const болғанда, бұл генератор қысқыштарындағы кернеудің өзгеру сипаттамасын көрсетеді, мұнда жүктеме қалыптыдан бос жүріске дейін өзгереді генератор қысқыштарындағы қалыпты кернеулі U1= U1º қамтамасыз ететін қоздыру тоғының I1 =I1º шамасы тұрақты болады.
Сыртқы сипаттаманың көмегімен, генератор кернеуінің жүктеменің қалыпты шамадан бос жүріске дейін және керісінше жағдайдағы өзгеруін ∆U анықтайды. Синхронды генератордың қуат коэффициентінің әртүрлі мәндеріндегі сыртқы сипаттамасы 3.12 – суретте көрсетілген. Жүктемелік сипаттамасы — генератор қысқышындағы кернеудің жүктеме тоғы, қуат коэффициенті мен генератордың айналуы өзгеріссіз кезінде, қоздыру тоғына тәуелділігі, демек: U=fƒ(Iº), Cosφ=Const n =Const Ол қандайда болмасын эксплуатациялық тәртіппен байланысты емес және синхронды машинаның кейбір өлшемдерін мысалы статор орамасының индуктивті шашырандылық кедергісін х1, анықтауда көмекші ретінде пайдаланылады. Генераторлардың параллель жұмысы. Тұтынушыларды энергиямен үздіксіз қамтамасыз ету үшін, электр станцияларында бір емес, бірнеше синхронды генераторлар орнатылады, олар бір желіде параллель істейді. Тұтынушылар қабылдайтын қуаттың өзгеруіне қарай, түнгі немесе күндізгі кездерде, генераторлардың белгілі санының қосуға немесе ажыратуға тура келеді. Ондағы мақсат, олардың қалыпты жүктелуі мен ПӘК-нің жоғарғы болуына жету. Қатар реттейтін синхронды генераторларға және реактивті қуаттарды бөлу қоздыру тоғын өзгерту арқылы алғашқы қозғалтқыштың айналдыру моментін немесе ротор полюстьерінің магнит ағындарын өзгерту. Параллель істеуге қосылған генераторлардың қалыпты кернеулері мен жиіліктері бірдей болуы тиіс. Желіге қосар алдында генераторлардың қысқыштарындағы кернеу мен генератор қосылатын желінің кернеулері бірдей болуына жетуі керек. Ол қосылатын генератордың орамасындағы тоқты өзгерту мен айналу жылдамдығын реттеу арқылы атқарылады. Бұл міндетті шарт болып табылады және генераторды желіге қосқанға дейін атқарылуы тиіс. Генераторды желіге қосқан сәтте, қосылған генератор мен желінің аттас фазалары арасындағы кернеу нөлге тең болуы тиіс, ол шамды синхроноскоп деп аталатын 3.13 және 3.14 – суреттерде көрсетілген сұлба бойынша генератор мен желі қысқыштарына жалғанған үш қыздыру шамы арқылы белгіленеді. Генераторларды параллель істеуге қосудың бірнеше әдістері қолданылады. Солардың ішіндегі негізгілері үшеу: - өшіруге қосу; - жүгірме немесе айналатын сәулеге қосу; - өздігінен синхрондану әдісімен қосу.
«Өшіруге» қосу тәсілі. 3.13 – суретте шамды өшіруге қосу көрсетілген. Желіге қосылған генераторды жүргізіп және кернеумен айналу бойынша алдынала шарттарды орындаған соң, шамдар бір мезгілде өшіп, аз уақыттан соң бірнеше секундқа жанады. Егер шамдардың жану мен сөнуі бір уақытта болмаса, онда желі мен генератор фазалары үйлеспегені, оны қалпына келтіру үшін генератордағы екі фазаның орынын (генератор қысқыштарына жалғанған екі сым) ауыстырады немесе оның айналу бағытын өзгертеді. Сөну мен жану уақытының арасы аса үлкен болмаса, қосылған генератордың айналу жылдамдығын өзгерту арқылы оның ұзақтығын реттеу керек. Генераторды қосу, шамдардың толық сөнген сәтінде атқарылады. Генератордың қосылу сәтін дәлірек анықтау үшін шамдардың біріне қатарластырып нөлдік вольтметр қосады. «Жүгірме сәулені» қосу тәсілі. 3.14 – суретте көрсетілген. Мұнда, шамдар кезекпен жанып сөнеді де, жүгірме сәуле жасайды. Желі мен қосылған генератор фазаларының кезектесуі өшіруге қосу тәсіліндегідей шамдар бір мезгілде жанып сөнеді. Мұндай жағдайда, генератормен желі ұштарының фазалық сәйкестену үшін, екі фазаның орнын ауыстыру керек. Генераторды желіге қосу, генератор мен желінің аттас фазасына жалғанған бір шамы өшкен және айқастыра қосылған шамдар бірдей қызарып жанған сәтте (генератордың екі фазасы желінің фазасына сәйкес келмейді) атқару керек. Бұл әдіс кезінде жүгірме сәуленің жылдамдығы желімен қосылған генератордың жиілігінің айырмасына сәйкес болады. Егер қосылған генератор жылдамдығы синхрондыдан аз болса, сәуле бір жаққа қарай, жылдамдық синхрондыдан жоғары болса – басқа жаққа жылжиды. Жүгірме сәуленің қозғалу бағытына қарап, қосылған генератордың жылдамдығын көбейту және азайту қажеттілігі туралы бағалауға болады. Оны сөнуге қосу әдісі атқара алмайды. Егер шамдары шеңбер бойына бір қалыпты орналастырса шамның кезекпен жанып сөнуі, сәуле айналып тұрғандай әсер туғызады, бұл әдісті солай деп жиі атайды. «Өздігінен синхърондау» әдісімен қосу тәсілі. Синхронды генераторларды пареллель істеуге «өздігінен синхрондану» әдісімен қосу тәсілі мына ретпен жүргізіледі. Әуелі генератор менфазаларының кездесуі сәйкестендіріледі. Содан кейін, қоздырылмаған синхронды генератор білігінің айналуының статор орамасы желіге қосылған соң пайда болатын магнит өрісінің бағытымен синхрондылыққа немесе соған жақын шамаға жеткізеді. Осыдан кейін генератор желіге асинхронды машина ретінде қосылып соның ізін ала ротордың қоздыру орамасына тұрақты тоқ беріледі. Генератор өзі автоматты түрде синхрондылыққа тартылып, басқа генераторлар мен желінің жұмыстарын бұзбастан біртіндеп жүктеледі. Синхронды электр қозғалтқыш. Синхронды қозғалтқыштар синхронды генераторлар мен асинхронды қозғалтқыштарға қарағанда, әсіресе, шағын және орташа қуаттылары аз таралған. Олар негізінен қозғалтқыш білігіндегі жұмысшы жүктеме шегіндегі аралықта айналымын тұрақты ұстап тұруы керек ететін тетіктер мен машиналар жетегі үшін пайдаланылады (соруыштар, компессорлар, прокат стандары және т.б.). Синхронды қозғалтқыштардың 3.15 – суретте көрсетілген жұмысшы сипаттамалары әдетте, қуаттылығы бірдей асинхронды қозғалтқыштардың жұмысшы сипаттамаларынан артық болады. Алысқа таратылған, сондай – ақ көп мөлшерде реактивті қуат тұтынатын қазіргі заманғы электр желілерінде біліктеріне жүктеме түспей істейтін синхронды қозғалтқыштар кең қолданылады. Мұндай синхронды машиналарды синхронды орын толтырғыштар дейді, олар асақоздырылған синхронды машиналардың, желіге артық индуктивті қуат беру, ал жете қоздырылмаса индуктивті қуатты желіден тұтыну қасиеттерін пайдаланады. Асақоздырылған синхронды қозғалтқыщ бос жүріс кезінде (синхронды конпенсатор) желіге қосылған және қуат коэффициентін cosφ жақсартатын электр конденсаторының қызметін атқарады. жүктеу/скачать 6,02 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|