Klasik tasarımlı senkron bir makinenin uyarılma yöntemleri. Senkron motorlar için uyarma sistemleri. Senkron makinelerin çalışma prensibi

11. Bağımsız uyarma üretecinin özellikleri.

12. Paralel uyarma üretecinin kendi kendine uyarılması.

13. Karışık uyarma üretecinin özellikleri.

14. DC motorun kaybı ve verimliliği.

16. Sıralı uyarma motorunun özellikleri.

15. Paralel uyarma motorunun özellikleri.

17. Karışık uyarma motorunun özellikleri.

18.DC motorların hızlarının ayarlanması.

19.DC motorların başlatılması: bir yardımcı dönüştürücüden ve bir başlatma reostası kullanılarak doğrudan bağlantı.

20. DC motorların frenlenmesi.

Senkron AC makineler.

22. İki fazlı ve üç fazlı bir sistemde dönen bir manyetik alanın oluşumu.

23. Senkron AC makinelerin sargılarının Mds'si.

24. AC makinelerin sargılarının çalışma prensipleri ve şemaları.

25. Senkron jeneratör ve motorun atanması.

1. Sabit mıknatıslar üzerinde bir armatür ile doğru akım elektrik motorları;

26. Senkron makinelerin uyarılma yöntemleri.

27. Senkron motorun avantajları ve dezavantajları.

2. Motorun asenkron çalıştırılması.

28. Bir senkron jeneratörün armatürünün aktif, endüktif, kapasitif ve karışık yüklerde reaksiyonu.

29. Senkron bir jeneratörün manyetik akıları ve emk'si.

1. Alan sargısının f / mıknatıslama kuvveti, stator sargısında jeneratör e0'ın ana emk'sini indükleyen bir manyetik alan akısı Fu oluşturur.

30. Senkron jeneratörün rölantisi.

31. Senkron jeneratörün şebeke ile paralel çalışması.

1. Doğru;

2. Kaba;

3. Kendi kendine senkronizasyon.

32. Senkron bir makinenin elektromanyetik gücü.

33. Bir senkron jeneratörün aktif ve reaktif gücünün düzenlenmesi.

34 Senkron jeneratörde ani kısa devre.

1. Elektrikli ekipmanda mekanik ve termal hasar.

2. Motorun asenkron çalıştırılması.

1. Yardımcı motorla çalıştırma.

2. Motorun asenkron çalıştırılması.

1. Yardımcı motorla çalıştırma.

2. Motorun asenkron çalıştırılması.

1. Alan sargısının f / mıknatıslama kuvveti, stator sargısında motorun e0 ana emk'sini indükleyen bir manyetik alan akısı Fu oluşturur.

Asenkron AC makineler.

37. Asenkron motorun tasarımı.

2.8 / 1.8 A - maksimum akımın nominal akıma oranı

1360 R / dak - nominal hız, rpm

IP54 - koruma derecesi.

38. Dönen rotorlu asenkron bir makinenin çalışması.

2O, azalan ağırlığın etkisi altında rotor senkron hızdan daha yüksek bir hıza döndürülürse, makine jeneratör moduna geçecektir.

3 Karşıt mod, şek. 106.

39. Sabit rotorlu asenkron makine.

40. Gerçek bir endüksiyon motorundan eşdeğer devreye geçiş.

41. Bir asenkron motorun t-şekilli eşdeğer devresinin analizi.

42. Bir asenkron motorun L şeklindeki eşdeğer devresinin analizi.

43. Asenkron motorun kayıpları ve asenkron motorun verimi.

44. Asenkron bir motorun vektör diyagramı.

47. Bir asenkron motorun elektromanyetik gücü ve torku.

48. Rotorun voltaj ve direncindeki değişikliklerle mekanik özellikler.

1. Motora verilen voltaj değiştiğinde, tork değişir, çünkü K. Gerilimin karesi ile orantılıdır.

49. Asenkron motorun parazitik momentleri.

50. Asenkron motorun performans özellikleri.

51. Bir asenkron motorun performans özelliklerinin deneysel olarak elde edilmesi.

52. Bir endüksiyon motorunun performansını hesaplamak için analitik bir yöntem.

53. Bir endüksiyon motorunun performansını belirlemek için hesaplamalı ve grafiksel yöntem.

54. Üç fazlı asenkron motorun çalıştırılması.

1Çift sincap kafesli vektörler.

2 Düşük profilli motorlar.

55. Bir endüksiyon motorunun dönüş frekansının düzenlenmesi: p, f, s'yi değiştirerek.

1. Frekans düzenlemesi.

2. Kutup çiftlerinin sayısında değişiklik.

3. Besleme voltajının değiştirilmesi

4. Rotor devresinin aktif direncinin değiştirilmesi.

57.Tek fazlı asenkron motorlar.

56. Düşük kaliteli elektrikle asenkron motorun çalışması.

58. Tek fazlı modda üç fazlı asenkron motor kullanma.

Transformatörler.

60. Transformatörün boşta modu ve çalışma prensibi.

61. Transformatörün yük altında çalışması.

62. Sargıların sarım sayılarının ve transformatörün vektör diyagramının getirilmesi.

63.Transformatörün şema ikamesi.

2.28. Transformatör eşdeğer devresi.

64. Transformatörün eşdeğer devresinin parametrelerinin belirlenmesi.

65. Transformatörün yüksüz çalışma deneyimi.

66. Transformatörün kısa devre deneyimi.

67. Transformatörün kayıpları ve verimi, enerji diyagramı.

68. Transformatörün sekonder voltajındaki yükün derecesinden ve yapısından değişiklik.

69. Transformatörün sekonder voltajının düzenlenmesi.

1) Sekonder voltajın, genellikle hattaki voltaj düşüşü nedeniyle oluşan birincil voltajda hafif (% 5 - 10) bir değişiklikle stabilizasyonu;

2) Sekonder voltajın (teknolojik sürecin özelliklerinden dolayı) geniş bir aralıkta sabit (veya biraz değişen) bir birincil voltaj ile düzenlenmesi.

Transformatör sargılarının başlangıç ​​ve bitişlerinin tanımları

71. Sargı bağlantı grupları.

72. Transformatörlerin paralel çalışması.

3. Paralel çalışan transformatörlerin kapasiteleri birbirinden çok farklı olmamalıdır. Güçteki farka 3 kattan fazla izin verilmez.

5. Paralel çalışma için bağlanan transformatörlerin fazlarının sargıları çakışmalıdır, yani, fazların sargılarının eşit olarak işaretlenmiş terminalleri, farklı baralara değil aynı şekilde bağlanmalıdır.

73. Sargı devreleri y / Yn, d / Yn, y / Zn ile dengesiz yük ile üç fazlı transformatörlerin çalışması.

74.Özel transformatörler.

75. Transformatörün kısa devresinde geçici süreç.

Uyarım yöntemine göre senkron makineler iki tipe ayrılır:

Bağımsız bir tür heyecan.

Kendini uyarma.

Bağımsız uyarma ile devre, aşağıdakileri besleyen bir uyarıcının varlığını ima eder: ana uyarıcının sarılması, regülasyon için reosta, kontrol cihazları, voltaj regülatörleri vb. Bu yönteme ek olarak, bir yardımcı işlevi yerine getiren bir jeneratörden uyarma gerçekleştirilebilir, senkron veya asenkron bir motor tarafından tahrik edilir.

Kendini uyarma için , sargıya bir yarı iletken veya iyonik doğrultucu ile güç verilir.

Turbo ve hidro jeneratörler için tristör uyarma cihazları kullanılır. Uyarma akımı, bir uyarma regülatörü yardımıyla otomatik modda düzenlenir; Düşük güçlü makineler, ayar reostatlarının kullanımı ile karakterize edilir, uyarma sargı devresine dahil edilirler.

27. Senkron motorun avantajları ve dezavantajları.

Bir senkron motorun, bir asenkron motora göre çeşitli avantajları vardır:

1. Yüksek güç faktörü cosF = 0.9.

2. Genel güç faktörünü artırmak için fabrikalarda senkron motor kullanma imkanı.

3. Yüksek verim, bir asenkron motordan (% 0,5-3) daha yüksektir, bu, bakırdaki kayıpları ve yüksek CosF'yi azaltarak elde edilir.

4. Artan hava boşluğu nedeniyle büyük mukavemete sahiptir.

Senkron motorun torku, birinci derecedeki voltajla doğru orantılıdır. Yani senkron motor, şebeke voltajı değerindeki değişikliklere daha az duyarlı olacaktır.

Senkron motorun dezavantajları:

1. Başlangıç ​​ekipmanının karmaşıklığı ve yüksek maliyet.

2. Senkron motorlar, dönüş hızını değiştirmesi gerekmeyen makineleri ve mekanizmaların yanı sıra yükte bir değişiklikle hızın sabit kaldığı mekanizmalar için kullanılır: (pompalar, kompresörler, fanlar.)

Senkron motor çalıştırma.

Bir senkron motorda başlatma torku olmaması nedeniyle, onu başlatmak için aşağıdaki yöntemler kullanılır:

2. Motorun asenkron çalıştırılması.

1. Yardımcı motorla çalıştırma.

Bir senkron motorun bir yardımcı motorla çalıştırılması, yalnızca şaftı üzerinde mekanik stres olmadan gerçekleştirilebilir, yani. pratik olarak boşta. Bu durumda, başlatma periyodu sırasında motor, rotoru küçük bir yardımcı motor tarafından tahrik edilen bir senkron jeneratöre geçici olarak dönüştürülür. Bu jeneratörün statoru, bu bağlantı için gerekli tüm koşulları gözlemleyerek ağa paralel olarak bağlanır. Stator şebekeye bağlandıktan sonra yardımcı tahrik motorunun mekanik bağlantısı kesilir. Bu başlatma yöntemi karmaşıktır ve ayrıca bir yardımcı motora sahiptir.

2. Motorun asenkron çalıştırılması.

Senkron motorları çalıştırmanın en yaygın yolu, senkron bir motorun başlatma sırasında asenkron bir motora dönüştüğü asenkron başlatmadır. Asenkron bir başlangıç ​​torkunun oluşmasını sağlamak için, bir çıkıntılı kutuplu motorun kutup parçalarının yuvalarına bir başlangıç ​​kısa devre sargısı yerleştirilir. Bu sargı, pabuçların oluklarına sokulan ve her iki ucunda bakır halkalarla kısa devre yaptırılan pirinç çubuklardan oluşur.

Motor çalıştırıldığında, stator sargısı alternatif akım şebekesine bağlanır. Başlatma periyodu için uyarma sargısı (3) belirli bir direnç Rg'ye kapalıdır, Şek. 45, K tuşu 2 konumunda, direnç Rg = (8-10) Rv. S = 1'de başlatma anında, uyarma sargısının çok sayıda dönüşü nedeniyle, statorun dönen manyetik alanı, uyarma sargısında çok büyük bir değere ulaşabilen bir EMF Ev indükleyecektir ve eğer Uyarım sargısı başlatma sırasında Rg direncine kadar açılmazsa, yalıtım arızası meydana gelir.

Pirinç. 45 Şek. 46.

Senkron motor çalıştırma işlemi iki aşamada gerçekleştirilir. Stator sargısı (1) ağa bağlandığında, motorda kısa devre rotor sargısında (2) bir EMF indükleyecek bir döner alan oluşur. Akımın çubuklarda akacağı eylem altında. Dönen manyetik alanın akımla etkileşiminin bir sonucu olarak, bir asenkron motorda olduğu gibi kısa devreli sargıda bir tork üretilir. Bu moment nedeniyle rotor, sıfıra yakın bir kaymaya hızlanır (S = 0.05), Şek. 46. ​​​​Bu, ilk aşamayı tamamlar.

Motor rotorunun senkronizasyona çekilebilmesi için, ikaz sargısına (3) doğru akım bağlayarak (K anahtarını 1 konumuna getirerek) içinde bir manyetik alan oluşturmak gerekir. Rotor şuna yakın bir hıza overclock edildiğinden

senkronize, daha sonra stator ve rotor alanının bağıl hızı küçüktür. Kutuplar sorunsuzca birbirini bulacaktır. Ve bir dizi kaymadan sonra zıt kutuplar birbirini çekecek ve rotor eşzamanlılığa çekilecektir. Bundan sonra rotor senkron hızda dönecek ve dönüş frekansı sabit olacaktır. 46. ​​​​Bu, başlatmanın ikinci aşamasını tamamlar.

Acil durum modlarında voltajı korumak için uyarma zorlama cihazları kullanılır. Cihazlar, uyarma voltajında, genellikle tavan değeri olarak adlandırılan, mümkün olan maksimuma hızlı bir artış sağlar. , esas olarak elektrik güç sistemindeki kısa devrelerin neden olduğu önemli voltaj düşüşleri ile. Sırasıyla bu voltajın veya rotor akımının nominal voltaj veya akıma oranına zorlama faktörü denir. . Bir uyarma güçlendirme cihazı (UVV) genellikle ARV'ye dahil edilir veya ayrı olarak gerçekleştirilir. İncirde. 8.33, bir VT voltaj transformatörüne bağlı bir PH düşük voltaj rölesinden ve bir ara röle RP'den oluşan bir UVB rölesinin şematik bir diyagramını gösterir. Düşük voltaj rölesinin voltaj ayarı genellikle (0.8-0.85) Ü.

Zorlama cihazı aşağıdaki gibi çalışır. Voltaj PH röle ayarına düştüğünde, tetiklenir ve kontaklarıyla uyarıcı alan sargı devresindeki reosta P'yi şöntleyen ara röle RP'nin bobini üzerinde hareket eder. Bu durumda, uyarıcının uyarma akımı mümkün olan maksimum değere yükselir ve sonuç olarak, senkron bir makinenin rotor sargısındaki uyarma voltajı, üstel bir değere kadar nispeten hızlı bir şekilde büyür.

nerede - uyarma voltajı değişikliğinin genliği;

Uyarma sisteminin zaman sabiti.

UVV, ARV'nin bir parçasıysa, PH rölesi tetiklendiğinde, ARV toplama amplifikatörü ARV'ye öyle bir sinyal verir ki, diğer kontrol kanallarının çıkışlarındaki sinyallerin büyüklüğü ve işaretleri ne olursa olsun, hızlı bir artış olur. uyarma geriliminde tavan değeri sağlanır (Şekil 8.34, a).

Senkron bir makinenin rotor sargısına maksimum uyarma voltajı uygulandığından, sargısındaki akım ve dolayısıyla senkron bir makinenin zorlanmış EMF'si en yüksek hızda artar (Şekil 8.34, B).

UVB etkisi altındaki senkron bir makinenin EMF'sindeki bir artış, güç karakteristiğinin genliğinde karşılık gelen bir artışa, acil durum modunda güç karakteristiğinin genliğinde bir artışa yol açar.

Bu, hızlanma alanını bir miktar azaltmanıza ve frenleme alanını bir miktar artırmanıza izin verir, bu da dinamik stabilitede bir artışa yol açar. Bu durumda, uyarma zorlamasının dinamik kararlılık üzerindeki etkisinin derecesi, uyarma sistemlerinin hareketi ve uyarma geriliminin mümkün olan maksimum değeri ile belirlenen, uyarma gerilimindeki değişimin hızına ve büyüklüğüne bağlıdır. Daha önce belirtildiği gibi, elektrikli makine uyarma sisteminin zaman sabiti bir tristör sistemi için 0,3-0,5 s'dir = 0,02-0,04 s. Bununla birlikte, yüksek oranda bir EMF artışı sağlamak için, tüm uyarma sistemlerinin mutlaka yüksek bir uyartım tavanına sahip olması gerektiği akılda tutulmalıdır, çünkü rotordaki akımın hızlı bir şekilde artması için sadece yüksek bir voltaj değişimi oranı değil gerekli, aynı zamanda değeri. Bunun nedeni, senkron bir makinenin uyarma akımının, rotor sargısının endüktansının varlığı nedeniyle olduğundan çok daha yavaş artmasıdır, bu nedenle acil durum modlarında, uyarma voltajının bir değere yükseltilmesi arzu edilir. Nominal değerin 4-5 katı (yüksek uyarma tavanı). İncirde. 8.36, çeşitli uyarma sistemleri için senkron bir makinenin rotor sargısındaki uyarma voltajındaki değişimin eğrisini gösterir.

Böylece, uyarma sisteminin hızı ve UVB'nin etkisi altındaki tavan uyarma voltajı, rotordaki akımın değerini ve sonuç olarak, acil durum modunda senkron ve geçici EMF'deki değişim derecesini belirler. Değişikliklerinin büyüklüğü, uyarma zorlamasının güç özellikleri üzerindeki ve nihayetinde sistemin dinamik kararlılığı üzerindeki etkisini belirler. Böylece, zaman sabiti = 0.04 s ve kf = 4 olan bir tristör uyarma sisteminin kullanılması

NS.\

Pirinç. 8.35. Acil durum ve acil durum sonrası modlarında güç özellikleri jVs j yoklukta (/) ve eylem (2) heyecanı zorluyor.

Pirinç. 8.36. Farklı uyarma sistemleri için uyarma voltajındaki değişiklik: 1 - tristör; 2 - elektrik makinesi

= 0,5 s, kph = 4 parametrelerine sahip bir elektrikli makine sistemi yerine, dinamik stabilitede %15-20 oranında bir artışa yol açar.

UVB işleminin uzun süreli deneyimi, bunların dinamik kararlılığı artırmanın en etkili yollarından biri olduğunu göstermiştir. Aynı zamanda, bir dizi acil durum modunda zorlamanın etkisi, elektrik güç sistemlerinde dinamik kararlılığı iyileştirmek ve geçici elektromekanik sürecin kalitesini iyileştirmek için ARV'li uyarma sistemlerinin tüm olasılıklarının kullanılmasına izin vermez.

Geleneksel bir senkron makine, sabit bir parçadan oluşur - oluklarında üç fazlı bir sargının yerleştirildiği bir stator ve bir döner parça - sargısına doğru akımın kayma halkaları vasıtasıyla sağlandığı elektromıknatıslı bir rotor ve bunlara uygulanan fırçalar (Şekil 1). Senkron bir makinenin statoru, bir asenkron makinenin statorundan farklı değildir. Rotoru ya çıkıntılı kutuplu (çıkıntılı kutuplu, Şekil 1) veya kapalı kutuplu (silindirik rotor, Şekil 2) yapılır.

Pirinç. 1 Açık kutuplu senkron makine (2 p = 8). Pirinç. 2 Kapalı kutuplu senkron makine (2 p = 2).

Senkron jeneratörü rotasyona sokan birincil motorun tipine bağlı olarak, isimler kullanılır: buhar türbini jeneratörü veya kısaltılmış türbin jeneratörü (tetikleyici - buhar türbini), hidrotürbin jeneratörü veya kısaltılmış hidrojeneratör (tetikleyici - hidrolik türbin) ve dizel jeneratör (ana taşıyıcı - dizel). Türbin jeneratörleri, şu anda kural olarak iki kutuplu olarak gerçekleştirilen yüksek hızlı kapalı kutuplu makinelerdir. Mekanik olarak bağlı olduğu bir buhar türbini ile birlikte bir türbin jeneratörüne türbin jeneratörü denir.

Hidro jeneratörler genellikle çok sayıda kutuplu ve dikey şaftlı düşük hızlı çıkıntılı kutuplu makinelerdir.

Dizel jeneratörler çoğu durumda yatay şaftlı makinelerdir. Düşük güçlü senkron makineler bazen stator üzerine yerleştirilmiş sabit elektromıknatıslar ve rotorun oluklarına gömülü alternatif akım sargısı ile çelik sacdan yapılır; bu durumda AC sargısı, kayar halkalar ve fırçalar aracılığıyla harici devreye bağlanır.

Sargısında e. vb. ile. çapa denir. Elektromıknatıslar (kutuplar), onları kapatan boyunduruk ile birlikte bir kutup sistemi oluşturur; indüktör denir. Konvansiyonel tasarımlı senkron makinelerde, stator bir armatür, rotor ise bir kutup sistemi olarak hizmet eder. Döner direkli tasarımın ana avantajları, sabit armatür sargısının daha güvenilir bir şekilde yalıtılmasının mümkün olması, kayar kontaklar olmadan AC şebekesine bağlanmasının daha kolay olmasıdır.

Alan sargısı olarak adlandırılan elektromıknatısların sargısında doğru akım sağlamak için kayan kontaklar cihazı zor değildir, çünkü bu sargıya sağlanan güç, nominal gücün [(0, 3 -% 2)] küçük bir kısmıdır. makine. Ek olarak, 3000 rpm hızında çalışan modern güçlü türbin jeneratörlerinde, rotorun çevresel frekansının 180 - 185 m / s'ye ulaştığına dikkat edilmelidir; böyle bir frekansta, ince saclardan monte edilmiş bir döner armatürü mekanik olarak yeterince güçlü yapmak mümkün olmazdı.

Modern bir türbin jeneratörünün rotoru, yüksek kaliteli katı çelik dövmeden yapılmıştır. Alan sargı bobinleri, rotorun dış yüzeyinde frezelenmiş oluklara serilir ve güçlü metal takozlarla oluklara sabitlenir. Saha sargısının ön kısımları ekstra güçlü çelikten yapılmış dairesel bantlarla kapatılmıştır. Senkron bir makine genellikle, alan sargısına güç sağlamak için akımı, kendisiyle ortak bir şaft üzerine yerleştirilmiş veya mekanik olarak ona bağlı küçük bir DC jeneratöründen alır. Böyle bir jeneratöre uyarıcı denir. Güçlü bir türbin jeneratörü durumunda, uyarıcı şaft, yarı esnek bir kaplin kullanılarak turbo jeneratör şaftına bağlanır.

Senkron jeneratörlerde iki ana uyarma yöntemi kullanılır: bağımsız (Şekil A.) ve kendi kendine uyarma (Şekil B.)

Bağımsız uyarma ile, uyarma sargısı, senkron bir jeneratörün rotor şaftında bulunan ve onunla dönen (yüksek güç) bağımsız bir uyarma sargısına sahip bir doğru akım jeneratörü tarafından çalıştırılır. Kendinden uyarma ile, uyarma sargısı, bir doğrultucu (düşük ve orta güç) aracılığıyla senkron jeneratörün kendisi tarafından çalıştırılır.

Ana hareket ettiricinin yardımıyla rotor-endüktör döner. Manyetik alan rotor üzerinde bulunur ve onunla birlikte döner, bu nedenle rotor hızı manyetik alan dönüş hızına eşittir - bu nedenle senkron makine adı verilir.

Rotor döndüğünde, kutupların manyetik akısı stator sargısını geçer ve içinde elektromanyetik indüksiyon yasasına göre bir EMF indükler: E = 4.44 * f * w * kw * Ф, burada: f alternatif akım frekansıdır, Hz; w dönüş sayısıdır; kw sarım faktörüdür; Ф - manyetik akı. Bir senkron jeneratörün indüklenen EMF'sinin (voltaj, akım) frekansı: f = p * n / 60, burada: p, kutup çiftlerinin sayısıdır; n rotor hızıdır, rpm.

Değiştirme: E = 4.44 * (n * p / 60) * w * kw * F ve şunu belirledikten sonra: 4.44 * (p / 60) * w * kw - makinenin tasarımını ifade eder ve bir tasarım faktörü oluşturur : C = 4.44 * (p / 60) * w * kw. Sonra: E = CE * n * F. Bu nedenle, elektromanyetik indüksiyon yasasına dayanan herhangi bir jeneratör gibi, indüklenen EMF, makinenin manyetik akısı ve rotor hızı ile orantılıdır.

Senkron makineler, özellikle yüksek güçlü tesislerde (50 kw üzeri) elektrik motoru olarak da kullanılmaktadır.

Senkron bir makineyi motor modunda çalıştırmak için, stator sargısı üç fazlı bir ağa ve rotor sargısı bir doğru akım kaynağına bağlanır. Makinenin dönen manyetik alanının, uyarma sargısının sabit akımı ile etkileşiminin bir sonucu olarak, onu manyetik alanın hızıyla birlikte taşıyan bir M torku ortaya çıkar.

Jeneratörü ağa bağlamak için gereklidir: ağda ve jeneratörde aynı faz sırası; şebeke voltajının ve jeneratörün EMF'sinin eşitliği; jeneratör EMF frekanslarının ve şebeke voltajının eşitliği; jeneratörü, her fazdaki jeneratörün EMF'sinin şebeke voltajına zıt olduğu anda açın. Bu koşullara uyulmaması, jeneratörün şebekeye açıldığı anda, büyük olabileceği ve jeneratöre zarar verebilecek akımların ortaya çıkmasına neden olur.

Makinenin yapısal şeması. Senkron makineler sabit veya döner armatür ile yapılır. Statordan elektrik enerjisinin alınması veya sağlanması kolaylığı için yüksek güçlü makineler sabit bir armatür ile gerçekleştirilir (Şekil 1.2, a)

Uyarma gücü karşılaştırıldığında düşük olduğu için ile birlikte armatürden çıkarılan güç (% 0,3-3), iki halka kullanarak uyarma sargısına doğru akım beslemesi herhangi bir özel zorluğa neden olmaz. Düşük güçlü senkron makineler hem sabit hem de döner bir armatür ile gerçekleştirilir.

Pirinç. 1.2 - Senkron bir makinenin yapısal şeması

sabit ve döner bir ankraj ile:

1 - armatür, 2 - armatür sargısı, 3 - indüktör direkleri,

4 - uyarma sargısı, 5 - halkalar ve fırçalar

Senkron, döner armatürlü ve sabit indüktörlü makine (Şekil 1.2, B) arandı tersine döndü.

Pirinç. 1.3 - Rotorlar senkron çıkıntısı(a) ve örtük(6) makineler:

1 - rotor çekirdeği, 2 - uyarma sargısı

rotor tasarımı

Rotor tasarımı. Sabit armatürlü bir makinede iki rotor tasarımı kullanılır: çıkıntılı kutup - belirgin kutuplu (Şekil 1.3, a) ve örtük kutup - örtük olarak ifade edilen kutuplarla (Şekil 1.3, B). Çıkıntılı kutuplu rotor, dört veya daha fazla kutuplu makinelerde yaygın olarak kullanılır. Bu durumda uyarma sargısı direk göbekleri üzerine yerleştirilen ve direk parçaları ile takviye edilen dikdörtgen silindirik bobinler şeklinde yapılır. Rotor, kutup çekirdekleri ve kutup parçaları çelikten yapılmıştır. 1500 ve 3000 rpm rotor hızında çalışan iki ve dört kutuplu yüksek güçlü makineler, kural olarak örtük kutuplu bir rotor ile yapılır. Kutupların sabitlenmesi ve alan sargısının gerekli mekanik mukavemetini sağlama koşulları nedeniyle, içlerinde çıkıntılı bir kutup rotorunun kullanılması mümkün değildir. Böyle bir makinedeki uyarma sargısı, büyük çelik dövmeden yapılmış ve manyetik olmayan kamalar ile güçlendirilmiş rotor çekirdeğinin oluklarına yerleştirilir. Önemli merkezkaç kuvvetlerine maruz kalan sarım ön kısımları masif çelik bantlarla sabitlenmiştir. Sinüzoidal'e yakın bir manyetik indüksiyon dağılımı elde etmek için, uyarma sargısı her kutup bölümünün 2/3'ünü kaplayan yuvalara yerleştirilir.

Pirinç. 1.4 - Çıkıntılı bir kutup makinesinin tasarımı:

1 - gövde, 2 - stator çekirdeği, 3 - stator sargısı, 4 - rotor,

5 - fan, 6 - stator sargı uçları, 7 - kayma halkaları,

8 - fırçalar, 9 - patojen

İncirde. 1-4, bir çıkıntılı kutuplu senkron makinenin yapısını gösterir. Stator çekirdeği, yalıtımlı elektrik çeliği levhalarından monte edilir ve üzerine üç fazlı bir armatür sargısı yerleştirilmiştir. Uyarma sargısı rotor üzerinde bulunur.

Çıkıntılı kutup makinelerinde kutup pabuçları, genellikle, kutup parçası ile stator arasındaki hava boşluğu, kutup merkezinin altında minimum ve kenarlarında maksimum olacak şekilde şekillendirilir, böylece hava boşluğundaki endüksiyonun dağılım eğrisi bir sinüzoide yaklaşır.

Çıkıntılı kutup rotorlu senkron motorlarda, kutup parçalarına çubuklar yerleştirilir. başlangıç ​​sarma(Şekil 1-5), direnci arttırılmış bir malzemeden (pirinç vb.) yapılmıştır. Senkron jeneratörlerde bakır çubuklardan oluşan aynı sargı ("sincap kafesli" tipinde) kullanılır; onu çağırıyorlar yatıştırıcı veya amortisör sargısı, senkron bir makinenin geçici çalışma modları sırasında ortaya çıkan rotor salınımlarının hızlı bir şekilde sönümlenmesini sağladığı için. Masif kutuplu senkron bir makine yapılırsa, bu kutuplarda, kısa devreli sargılardaki akımın etkisine eşdeğer olan başlatma ve geçici modlar sırasında girdap akımları ortaya çıkar. Geçici süreçler sırasında rotor salınımlarının sönümlenmesi, bu durumda büyük bir rotorda kapalı olan girdap akımları ile sağlanır.

Senkron makine uyarımı

Senkron bir makinenin uyarılması. Uyarma sargısını sağlama yöntemine bağlı olarak, bağımsız uyarma ve kendi kendine uyarma sistemleri arasında bir ayrım yapılır. Bağımsız uyarma ile, senkron bir makinenin rotor miline monte edilmiş bir doğru akım jeneratörü (uyarıcı), uyarma sargısına güç sağlamak için bir kaynak görevi görür (Şekil 1.6, a) veya senkron veya asenkron motor tarafından tahrik edilen ayrı bir yardımcı jeneratör.

Kendinden uyarma ile, uyarma sargısı, kontrollü veya kontrolsüz bir doğrultucu - yarı iletken veya iyonik aracılığıyla armatür sargısından güç alır (Şekil 1.6, B). Uyarma için gereken güç küçüktür ve senkron makinenin gücünün %0.3-3'ü kadardır.

Güçlü jeneratörlerde, bazen patojene ek olarak bir uyarıcı kullanılır - ana patojeni uyarmaya yarayan küçük bir doğru akım jeneratörü. Bu durumda, ana uyarıcı olarak bir yarı iletken doğrultucu ile birlikte bir senkron jeneratör kullanılabilir. Şu anda, diyotlar veya tristörler üzerine monte edilmiş bir yarı iletken doğrultucu aracılığıyla uyarma sargısının güç kaynağı, hem küçük ve orta güçteki motorlarda ve jeneratörlerde hem de güçlü turbo ve hidrojeneratörlerde (tristör uyarma sistemi) giderek daha fazla kullanılmaktadır. Uyarma akımı düzenlemesi ben düşük güçlü makinelerde regülasyon, uyarma sargı devresinde bulunan bir reosta tarafından manuel olarak da kullanılsa da, özel uyarma regülatörleri tarafından otomatik olarak gerçekleştirilir.

Son zamanlarda, güçlü senkron jeneratörlerde fırçasız uyarma sistemi olarak adlandırılan sistem kullanılmaya başlanmıştır (Şekil 8-6, v). Bu sistem ile, bir senkron jeneratör, bir uyarıcı olarak, armatür sargısının rotor üzerinde bulunduğu ve doğrultucunun doğrudan mile monte edildiği bir senkron jeneratör kullanılır.

Pirinç. 1.5 - Senkron motorlarda başlangıç ​​sargısının yerleşimi:

1-rotor kutupları, 2-kısa devre halkaları, 3-sincap kafesli çubuklar,

4 - kutup pabuçları

Uyarıcı alan sargısına, bir voltaj regülatörü aracılığıyla uyarıcıdan güç verilir. Bu uyarma yöntemiyle, jeneratörün uyarma sargısının güç kaynağı devresinde, uyarma sisteminin güvenilirliğini önemli ölçüde artıran kayan kontaklar yoktur. Jeneratörün uyarılmasını zorlamak gerekirse, ikaz gerilimi yükseltilir ve doğrultucunun çıkış gerilimi yükseltilir.

Senkron makinelere, armatür sargısından geçen akım nedeniyle oluşturulan hava boşluğu içindeki manyetik alanın her zaman eşit veya benzer bir göstergesinin katlarına eşit olduğu rotor hız cihazları denir. Bu tip makinelerin çalışması elektromanyetik indüksiyon prensibine dayanmaktadır.

Senkron makinelerin uyarılması

Senkron makinelerin uyarılması, elektromanyetik hareket veya kalıcı bir mıknatıs ile yapılabilir. Elektromanyetik uyarma durumunda, sargıyı besleyen özel bir doğru akım jeneratörü kullanılır; ana işlevi ile bağlantılı olarak bu cihaza uyarıcı denir. Uyarma sisteminin de eylem moduna göre iki türe ayrıldığını belirtmekte fayda var - doğrudan ve dolaylı. Doğrudan uyarma, senkron bir makinenin şaftının mekanik olarak doğrudan uyarıcı rotora bağlı olduğu anlamına gelir. Dolaylı yöntem, rotoru dönmeye zorlamak için, örneğin asenkron bir elektrikli makine gibi başka bir motorun kullanıldığını varsayar.

Bugün en yaygın olanı doğrudan uyarma yöntemidir. Ancak, uyartım sisteminin güçlü senkron elektrik makineleri ile çalıştığı varsayıldığında, sargısına akımın uyarıcı adı verilen başka bir doğru akım kaynağından beslendiği bağımsız uyartım jeneratörleri kullanılır. Tüm hantallığa rağmen, bu sistem operasyonda daha fazla stabilite elde etmenize ve ayrıca özelliklerin daha ince ayarlanmasına izin verir.

Senkron makine cihazı

Senkron bir elektrik makinesinin iki ana bileşeni vardır: bir indüktör (rotor) ve bir armatür (stator). En uygun ve bu nedenle bugün en yaygın olanı, armatürün stator üzerinde, indüktörün rotor üzerinde bulunduğu şemadır. Mekanizmanın çalışması için bir ön koşul, bu iki parça arasında bir hava boşluğunun bulunmasıdır. Bu durumda armatür, cihazın (stator) sabit bir parçasıdır. Oluşturması gereken manyetik alanın gerekli gücüne bağlı olarak bir veya birkaç sargıdan oluşabilir. Stator çekirdeği genellikle ayrı ayrı ince elektrik çeliği levhalarından monte edilir.

Senkron elektrik makinelerinde bir indüktör bir elektromıknatıstır ve sargısının uçları doğrudan mil üzerindeki kayma halkalarına getirilir. Çalışma sırasında, indüktör, rotorun armatürün manyetik alanı ile etkileşime giren bir elektromanyetik alan oluşturması nedeniyle doğru akım tarafından uyarılır. Böylece, indüktörü çalıştıran sabit akım nedeniyle, senkron makinenin içindeki manyetik alanın sabit bir dönme frekansı elde edilir.

Senkron makinelerin çalışma prensibi

Senkron bir makinenin çalışma prensibi, iki tür manyetik alanın etkileşimine dayanır. Bu alanlardan biri bir armatür tarafından oluşturulurken, diğeri DC ile uyarılmış bir elektromıknatısın - bir indüktörün - etrafında ortaya çıkar. Çalışma gücüne ulaştıktan hemen sonra, stator tarafından oluşturulan ve hava boşluğu içinde dönen manyetik alan, indüktörün kutuplarındaki manyetik alanlarla kenetlenir. Dolayısıyla senkron bir makinenin çalışma hızına ulaşması için hızlanması belirli bir zaman alır. Makine gerekli frekansa hızlandırıldıktan sonra, indüktöre bir DC kaynağından güç sağlanır.