Электрические двигатели и генераторы

Прямая доставка чая из Китая

Гуманитарные науки

Гуманитарные науки

Выполнение 
работ на заказ. Контрольные, курсовые и дипломные работы

Выполнение работ на заказ. Контрольные, курсовые и дипломные работы

Занимайтесь онлайн 
        с опытными репетиторами

Занимайтесь онлайн
с опытными репетиторами

Приглашаем к сотрудничеству преподователей

Приглашаем к сотрудничеству преподователей

Готовые шпаргалки, шпоры

Готовые шпаргалки, шпоры

Отчет по практике

Отчет по практике

Приглашаем авторов для работы

Авторам заработок

Решение задач по математике

Закажите реферат

Закажите реферат

Трансформаторы
Устройство трансформаторов
Векторная диаграмма трансформатора
Переходные процессы в трансформаторах
Трансформатор для дуговой электросварки
Импульсные трансформаторы
Расчет тока холостого хода
Трансформаторы специального назначения
Трёхфазной цепи
Электрические машины
Классификация электрических машин
Асинхронные машины
Режимы работы машин двигателем, тормозом и генератором
Векторная диаграмма асинхронного двигателя
Вращающий момент в асинхронной машине
Рабочие характеристики двигателей
Регулирование скорости вращения
Однофазные асинхронные двигатели
Двухфазные двигатели.
Асинхронный преобразователь частоты 
Генераторы переменного тока
Трехфазный синхронный генератор
Индукционная нагрузочная характеристика
Однофазный синхронный генератор

Реактивная машина 

Потери и коэффициент полезного действия

Машины постоянного тока

Электродвижущие силы коммутируемой секции

Система "генератор – двигатель"

Двухфазное короткое замыкание при соединении обмотки статора треугольником.

 Такое соединение показано на рис. 4-51. В этом случае получаем следующие уравнения для линейных и фазных токов:

; ;

; ;

; .

Найдем симметричные составляющие тока :

;

.

Следовательно,

.          (4-58)

Так как  и , то, сложив уравнения (4-42) и учтя (4-58), получим:

.          (4-59)

Точно такое же уравнение можно было бы получить, заменив треугольник эквивалентной звездой.

Параметры Z2 и Z0 и их определение опытным путем.

 Как указывалось ранее, сопротивление обратной последовательности Z2 = r2 + jx2 есть сопротивление синхронной машины, вращающейся с синхронной частотой, для токов обратной последовательности, т. е. для токов, создающих в машине обратно-синхронное поле.

Если машину с замкнутой обмоткой возбуждения вращать посторонним двигателем с синхронной частотой и подвести к ее статору трехфазное симметричное напряжение таким образом, чтобы вызванные им токи создавали обратно-синхронное поле, то, измеряя мощность Р, напряжение U и ток I, найдем:

.

Обратное поле создается результирующей н.с. статора и ротора. При этом н.с. статора создается токами обратной последовательности, а н.с. ротора – токами, наведенными в контурах ротора обратным полем (вихревые токи в стали ротора, токи успокоительной обмотки и обмотки возбуждения).

Часть индукционных линий обратного поля сцепляется только с обмоткой статора и аналогична полю рассеяния от токов прямой последовательности. Магнитный поток в воздушном зазоре, создаваемый обратной результирующей н.с., будет зависеть от заглушающего действия токов в контурах ротора. Он будет тем меньше, чем меньше полные сопротивления контуров ротора.

Активное сопротивление обратной последовательности r2 больше активного сопротивления обмотки статора rа, так как r2 учитывает не только электрические потери в обмотке статора и потери от полей рассеяния, но и потери от токов в цепях ротора, наведенных обратным полем.

Сопротивления нулевой последовательности Z0 = r0 + jx0, как указывалось ранее, есть сопротивление синхронной машины для токов нулевой последовательности, которые, например, могут быть созданы в обмотке ее статора, если к ней .подвести однофазное напряжение, как показано на рис. 4-52.

Рис. 4-52. Схема для опытного определения сопротивления нулевой последовательности.

Измеряя при этом мощность Р, ток I и напряжение U, найдем:

.

При опыте лучше вращать машину посторонним двигателем с номинальной частотой, замкнув обмотку возбуждения накоротко. Мы будем иметь при этом условия образования поля внутри статора, вызванного гармониками н.с. статора с номером, кратным трем, такие же, как при работе машины.

Если пренебречь указанными гармониками н.с. фаз, то результирующая н.с. трехфазной обмотки будет равна нулю. Следовательно, в этом случае токи нулевой последовательности не создают поля внутри статора. Они будут создавать только поля рассеяния. Последние отличаются от полей рассеяния, создаваемых токами прямой или обратной последовательности, что вытекает из следующих рассуждений.

Обратимся сначала к диаметральной обмотке. Здесь поле рассеяния в пазах будет создаваться только током рассматриваемой фазы; поле же в лобовых частях будет создаваться как током данной фазы, так и токами соседних фаз. Поэтому потокосцепления самоиндукции и взаимоиндукции будут различным образом сдвинуты по фазе в зависимости от того, какие токи протекают в обмотке статора – нулевой или прямой последовательности. Для двухслойной диаметральной обмотки можно считать, что потокосцепление рассеяния ее пазовых частей при токах нулевой последовательности будет такое же, как и при токе прямой последовательности. Потокосцепление лобовых частей этой обмотки в первом случае будет меньше, чем во втором случае поэтому здесь х0 будет несколько меньше, чем xσ.

Если обратиться к двухслойной обмотке с укороченным шагом, то здесь потокосцепление ее пазовых частей при токах нулевой- последовательности может быть значительно меньше, чем при токах прямой последовательности. Например, для обмотки с шагом  потокосцепление ее пазовых частей будет равно почти нулю, так как в этом случае токи нулевой последовательности в верхних и нижних слоях обмотки будут иметь противоположные направления, для такой обмотки x0 значительно меньше хσ. Значение x0 в большой степени зависит от укорочения шага обмотки и для выполненных машин колеблется в довольно широких пределах х0  (0,1  0,9) хσ.

Активное сопротивление нулевой последовательности r0 мало отличается от активного сопротивления прямой последовательности r1 = rа; обычно оно несколько меньше r1.

Опытное определение Z2 и Z0 может быть проведено и другими способами, отличными от описанных ранее. Необходимо иметь в виду, что под Z2 и Z0 обычно понимаются сопротивления при частоте 50 Гц. Следовательно, в большинстве случаев их нужно находить как частное от деления основной гармоники напряжения на основную гармонику тока. Способы опытного определения Z2 и Z0 основаны на использовании данных опытов, при которых в обмотке статора имеют место токи обратной или нулевой последовательности или токи обеих последовательностей. Так как в этих случаях поле, вызванное указанными токами внутри статора, будет изменяться вследствие периодического изменения магнитной проводимости, то в кривых тока и напряжения появляются высшие гармоники. В машинах без успокоительной обмотки они достигают заметной величины. Поэтому для таких машин их следует учитывать при необходимости более точного определения Z2 и Z0. Для машин с успокоительной обмоткой влиянием высших гармоник можно пренебречь.

Мы можем принять для нормальных синхронных машин x2  z2 и х0  z0. Тогда уравнения для установившихся токов при различных случаях короткого замыкания [см (4-45), (4-47), (4-57)] получают следующий вид:

;          (4-60)

;          (4-61)

;          (4-62)

.          (4-63)

Задаваясь значениями тока возбуждения Iв и определяя по спрямленной характеристике холостого хода соответствующие им значения э.д.с. E0, по приведенным уравнениям, если известны параметры х1, х2 и x0, найдем токи короткого замыкания. Таким образом, могут быть построены характеристики короткого замыкания. Эти же характеристики можно снять опытным путем.

На рис 4-53 представлены характеристика холостого хода (Е0) и характеристики короткого замыкания: однофазного (Iк1), двухфазного на нейтраль (Iк20), двухфазного (Iк2) и трехфазного (Iк3).

Рис. 4-53. Характеристики короткого замыкания и холостого хода.

Если эти характеристики сняты опытным путем, то, определяя из них токи и по спрямленной характеристике холостого хода э.д.с. Е0 для одного и того же тока возбуждения, можно при помощи уравнений (4-60)  (4-63) найти сопротивления всех последовательностей.

Например, определяя по характеристикам трехфазного и двухфазного коротких замыканий токи Iк3 и Iк2, а по спрямленной характеристике холостого хода э.д.с. Е0, из уравнений (4-60) и (4-61) найдем:

.          (4-64)

Определяя по характеристикам однофазного и двухфазного коротких замыканий токи Iк2 и Iк1 и по спрямленной характеристике холостого хода э.д.с. Е0 из уравнений (4-61) и (4-62) найдем:

.          (4-65)

Указанные способы определения х2 и х0 требуют особенно тщательного снятия характеристик короткого замыкания, так как сравнительно небольшая неточность в определении токов Iк1, Iк2, Iк3 может дать большую ошибку при определении сопротивлений x2 и х0 поскольку они определяются как разность двух близких между собой величин.

Кроме указанных способов, для определения х2 и x0 можно также использовать данные, получаемые из опыта несимметричной нагрузки трехфазного генератора. Ранее в § 4-4,г было показано, что при несимметричной нагрузке симметрия линейных напряжений нарушается вследствие возникновения в них составляющих обратной последовательности, а симметрия фазных напряжений – вследствие возникновения в них составляющих обратной и нулевой последовательностей. Следовательно, если измерить при несимметричной нагрузке токи и напряжения, то, выделив из них симметричные составляющие I2, U2 и I0, U0, можно найти:

.

При опытах с несимметричными короткими замыканиями, так же как и при опыте с несимметричной нагрузкой, необходимо считаться с увеличением потерь в роторе, вызванных обратно вращающимся полем, и поэтому опыты следует проводить быстро и при небольших токах.

Параллельная работа генераторов  

Обычно на электрических станциях устанавливается несколько синхронных генераторов, предназначенных для параллельной работы, что в большой степени повышает надежность работы станций в отношении бесперебойности энергоснабжения потребителей. В этом случае возможно в зависимости от потребной мощности включать на совместную работу такое количество генераторов, чтобы каждый из них отдавал номинальную мощность или близкую к ней. Тогда не только генераторы, но и их первичные двигатели будут работать с высоким к.п.д., так как те и другие рассчитываются и выполняются таким образом, чтобы значения их к.п.д. были наибольшими при номинальной нагрузке. Кроме того, и электрические станции часто объединяются для параллельной работы в одну мощную систему, позволяющую наилучшим образом как с технической, так и экономической точки зрения разрешать задачу производства и распределения электрической энергии. Поэтому вопросы, относящиеся к параллельной работе синхронных машин, имеют большое практическое значение.

При изучении этих вопросов приходится иметь дело с теми свойствами синхронных машин, которые характерны только для них и выделяют их среди других машин переменного тока.

Вначале рассмотрим применительно к синхронным генераторам общие вопросы параллельной работы синхронных машин, одинаково относящиеся к генераторному и двигательному их режимам. 

Использование электрических машин в качестве генераторов и двигателей