Глава одиннадцатая СИНХРОННЫЕ МАШИНЫ

(1,1 НАЗНАЧЕНИЕ И УСТРОЙСТвО СИНХРОННЫХ 1ЧАШИИ

Синхронные MiimHiiLi Htiro.-LbijEOTiH n качестве генераюрив, лвигатепей и синхрон ньм кимг1С[1<:атпроп Уста1тдв.т11вяе.ЧЕ>1е на тегт.товых элек1риС1аг1циал j еперитори тзрияолчтся ВО ырашелш: наровым1т турйтшамн н Ha-ibibajoita iурйо[-с[1сратпрами. Ctihx-ро]1ыс геиераторп! ГШроэлек1рос]анций пpanlaroTCsf с го-ьтоцЕлЮ гилрртур1>ич н Н1Х-Л1- название гилрогсЕгераторо!!. Кроме .гектроетанЕшй синхротчннй генерагорЕ>1 HiiJLOjjgy irpHVJCiie-ние 3 ytTHHOBKat, TpefijTOEHHTi автономною нсго-нснЕса inexTpo-SHe[>JHH. Примерогмт могут СЛужИ1ь авiomoCiujbiclic -илектрлче-ские траны, на которЕлх еЕнскротЕЕПле генераторы Нр[1вол]в--ея во вращение лвитате.11нмн BHyipeHCicro сгорания.

Области Применения сннхроЕнсыч лриглтелей ранхма1рн-BBHiJCH лослс-ипученнл im своЙСГв в 11.12.

Сннлро1нзь[й комленсатор Представ, i не i- coEioii чгастзнну, иредлалиаленную для повншения 1;о ффицнснта могиггости iTetTTjxjтехнических усЕановок \c\i. и 11.10}.

Тр с фгптпте еиих ронн ые jiscpaiTipu, дптггатели И ОИн-xpo:EEih[e компенсаторы hmcioi к припципе oлтэronL>e yci-рииъ! во.

НсгтрлвижЕгая тистъ :иа11тии1, hliьншсмлл статоре:] рис. ll.i.iri. состоит Cia.lbiJi5n> И1И тугувпого корпуса в кОЮрам :шфе11:и!н m(0i H,ipM4CLhHH LxpncTiEHk 2 стэтора Д.1н уменыгения потерь на ч;рс-ма1 HH4i.iHjthfii(; ы EHXpCEUfi ЮКИ an илСтрцнут Н7 1ЛСТОВ пектротеК1Е[1-чсскэи ста.ти И па-зад серлечн1Г1;а татора уложсла трехфаигл L-jOMiiiEj 3, ВУЕ10.1ня*;ма11 гак ГЯ?. IE обмотка tiiiupa dLiiHspfjHHWb .irwijitc-jLcH. СсрлсЕПЕЖ статора ь eiJBiiEfNi[H[jt.iii с ci>>MOTvcitf статора п[1аЕ.Еваеея якорем MaiiJLiHH В 1ю.пгггтк11ЕГ0вих шитах, npHKpejrjienHbE* т(1рщ:вы-( enjpi.H к стрт1;-су, либо в стояках, аакрсЕмснныл иа. фу>нличснтс. распо-.itjiHhr годшиппнки, нееущйв нш1 4 иршЕЕяттсзтся зястет машинъ: - ротора нли М1Еиуви1ру Гннl.poч>HC генераторы ГИДl>PiЛ!кJ р(ч.а-ын11нГг нынсшияют (тчыччо t всртика.т1,1]Ь[м расиилчпжсннсм м-па, На валу размешен цнлнинрнческнй скр..( ннк 7 рАт;пран бынолпеёмый hj сшеглл-]10Й стали. В EjasaA сердечника ршора уложевы оВмо-Ека .a\Ciyx.,\eHHt Я. пнтаемаа ]ис:гояннмм током. Для ирнсиедннсчня N>5viyrvH яоэйучглс иии к ПНСШ1КН пекгрнческспй LiciEH рялу yRptn.THBat ды;1

ЮОнроваИкША .jpyj гт ,Еруга от вала SQHTaifjnbi\ пальца fi, к тп-торим лружнчимц прижимаогея nejLCi,.ibMa(Hb[c ihcthw 5. 0?.мо1ка i Ljiv :iiT ля возбужден нч tK:H(>Hhf(iia чвгкнтного воля машикш.

Пнт&ичс ofiMOTKEi иолЗчжг.чснич £К711[сстРтястсл от ге][е}>агора \\и-СТОДПЕЮГО тона Еио:!иули1г.чя>, вял ГОТОВОГО СО*ДНи*11 с HAKVM CKKipftH-Eiort МЛШН1;ы, HI 1ч>.1)гроА<лтг!1ИОВ0ГО iioeoGpa (OHaitiif псрсч-снчсто

V4 ipoiii-ua CHEispntEHoii mhmi fa) H ptjTopa машнзш с янЕнтьыры)

чС;1£Н0ВЫра жен FELJ МЕ1

-.ш волюеями б?

гока D постоянный либп <Ki лругнк источникон [idlkibiliiijEO тока. Мо1икйС(ь пя нитЕвзия cif3hf*jiB:if я1):!Йуждения соегавляст 1 -i\ мсяц-

(ГОГТН мчпгнны.

Hi рнс. ll.l.iT ii/iL-Hr:iH ричреп nnyvrnnirhCfmii LHHspLjHiciiii MajjKilLE неимювыражсЕЕНыни 1т.1ки.амн рогорд latiEic нишовляеот

ш 4(LLT0TM hspiimejJMfl [500 м lOOO (иГмии. MauiiiiEU, пгч;.:нм4нл-

LJsmEUC 2.ЧЯ рФогм с ченьшЕСМИ члстогачи иршисЕ.нн (750, *00, ?iX>

iifi.MHH и I. д.), [IMCEOT ЖБтР1,гг -*.-1:нны iiiXIEOCLi, 1Е1СТ0 KJiLipuj- i йм

РСЛЬШС, чс MffHhi.ie частота враигенив- На рис т,& пo?.rtн ycjpoflcTBo роторн mM.h\iKjm.]Joc:3ofi MaujHFfhi l чвннныраже.лЕымн по ]h>t::iviH. Poiop Епнсан в ciKpsHLHLb J, предстлвллимЕук! t:f>5i,ii yc.iou-но HHyjpMLiJtOlO окртипс-гь ьерлечтЕИка статорл, Ялн\.уаь\\м*тлулс л --шсы ; и+1 ,iioti.ix uf НЭ етдльны .1ио.-1и v\.iu реж,: масснвг[ым>1 :i !i(rpeLLi5iOT lEa ooo;ie 2 pnLispj. О&од ротора* в t: Ryh:y]iH(tfj к с яв-чолрдч;*кныл]н [10.-.]осанн лрслстаяляип n>6Lii3 сердснЕН ротори. Oi-□йлыЕые катушки ьо-эуждс]ееед pacnti-itiKfCHKhie нз явхеобы-

pjscTHiibix 1(1.1юсах, eocдвfcнJ ыcлLлs собой так. это ь- 1!ркые и юждие полЕОСм чередуклся Грсхфазиал o6mi.>i як!!(1Я CEnixpoiLHUX

маИЕНН ны11йЛВ1ЯСТСЯ тиким (трЛЧЧТО БОЭбуЖЛЯСМСК. СЛ1 HpalBiHi-

Едссея Mar-Htf]Hi>e лле имеет т;*шм: 4tn.:.ia LEO.TiocoD, р(.1т<ф D чстройетвах ангшлшЕн, иилсрнтстl.ион тсжниигн, .sdjintii н вос-пронзвелсчий .(Bvna npEiMCEiBHTLn LiiHtjuiiinbLe дсигателн ма.:ой мит-

JIOfLrt [мИНрОЛВЕЕГат.гч), vCipoiSCTEO v-f.iTophiK рустгм j 11>илается ь 11.13.

\\Л, ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ СИНХРОННЫХ МАШ И. ЯВЛЕНИЕ РЕАКЦИИ ЯКОРЯ

11.2.1. ПрннЕСнН дейетвня Еснерашр . Fcth oomotk-j влЪу-л:лс1[ид 1енераторй подключить к втсточчпку ппстпяпвш! юта. 10 МДС омотк]1 будет создано основное маЕ ннгио поле, sa-pannepHiyi;\Boc .чл1ннтньтм потоком =1>й и ГОК aiani Еое на

Рис. lU Векторная диаграмма ЭДС ма-

рас. ILL, £г с Ломошыи дьу] лкнын маг HHTHoi! UEuyKUHH, Езобраяссыных оункаи-ром. Прк крашении ротора с помощью первичного двигателя магнитное поле будет таишге пратцаться.

Так как KaTyiuRTf фз:г обмоткн якоц имеют однпакоБые числа оитков r смещены в простра]1стве отмоснтелъпо друг друга, на 120 , то прн вра1це[ин махин 1ИОГО иоля в трех фазах будут НнД1КИрОва1ьСя 1ри ЭДС одинакивыс по ЛМ1Н1Н1УДС и чашо-те, слвииутые по фае относительно друг друга также на yioji 130\ Чтобы при постоянной частоте вритшения ЭДС И1меня-ЛИС1, по закону, близкому к сниусондальному, магнитная ин-лукиня flдoJш возну11]]1ого лалора, ра1лепяю1пего магнитопроводы сгшора и ротора, д{Н1Ж1ш 5ытъ распределена также Примерно но Сниусоидальыому закону. В машинах с явиовыра-же1пгъп/н полюсами это достигаетсй -за счет неодинйкового BOW iiToro палпра между сАрдептпг1гом статора и полюсными наконечниками 4 (ем. рис. 11.1,6). в маигитгах с неявновнра-жсининн иатюеами - за счет cnoTneTCTByiouiero распрелеления 0ЙМ01КИ во1оуждс]1ин шу начата сердечника статора.

Исююрная liHai рамма ЭДС i liЕсратира дана па рис. 11.2 . ейсгвующее ?иачение и насюта сииусоцда.1ьной ЭДС, ш:-луктаруемов н фазе oOmotiih яворя, могут быть определены, гак н л асиптронном днвгатепе, по формула.ч

/Го-4,44;и/Ф,; ylil)

/=рп;Ш И12}

Л.111 лилучсилм l-ian,iEip[Ki>h частопгы 0 Id при рахкичнии чаось тлй ррагисння си13хрон]1ие геператоры инипонликптя l рячн>,щи ieiC лани пар полюсоь. Так, ij;pf5orcncpjiгорн изготовляются в болынин-ttBc (-гучггсв пи члитату вращсяня ЛООО об/мнн н имеют- плчу itapj полисов - I), Илогйй:1ение сур.гснервторов на наименьшее число liAf аши1И)я и uooTRCTtTBCHBCi па наибольшую частоту ьрлтения ич-г(виля<п уменьшить абаритиые разл1еры, wtitL-y н (лсиыость гсисрто-. ров. Частота грашеинй i идpOJенерширон опрсдслястя & основиом бш-согой нанора н**ды н рв-* нчць[к стапшй лежит ь лрецелая oj- 50 д(1 на (tS/Mntf, тго соответствует чнсдам иар kimiolor ит 60 по 4 Если к o6m(jt*.c якоря нстключить приемник хтектри4ec:KoiS >HepiiiH. i и пол ДСЙС1ВИСМ ЭДС н фатах пймоткн яторя и при-см][ика пояр1ялса токи; ienepaiop нйчшм огдаваи* нрнсмлнку алсклрическую пнсргию,

Ири patJorc генератора с нагрупкпн МДС трегфаэной об-.мотки якоргг иоабуждаетсй вращающееся ма]-нытное иоле яко-

Рис. 11.3, К Huiii№c> принципа дейсТЕИЯ Н реанини таоря сян-

ЛР0ПИЫ?( MltlilHK

ри, харя1ГГери!ус.мое мдгннтцым hulOKOM члсття рраПепия которого равна частоте вращения ротора, i. е. /Iq - п - бО/р; лэаимнос распатожеЕзис осей магнитных 110лея якоря и рогора при данной нaгp>кc lenepartipa otriaeic* неитмснным.

Пол лействисм ноля якоря результирующее ноле генератора нрн изменении ею иагру1ин буоет та.кже изменяться, что оказывает в 1нянце в конечном итоге на иначение нагряжснил генератгра Воълейстпис ноля яиоря iia результирующее ноле чаниши [а:!ивается реакнлен якс ря

i речу!

молейетряя ма1-11игно о потока Ф, J ni№

водников обмотки возбуждения иЛИ полюсов намасынченгпах сердечников якоря и рогора) на риюр действует :i:ieKipoMar-нитный момент, раправ:1енкнн у [енератора против нанравления частоты вран(епия рогора и являюптиися юрмоэлцям.

Значение т.дектрнматитво!!! мсмсдга, HHitwcuBjсесть и яяраитер ЛСЙСТРИ1Г ре яиин SKopjf чявнсят Kjtu-vtt злачсння Tova хкоря от хярактр-ру 10прс1гивлсч*1я ириемднкси- Ооъягнясти тем, что ирл Ms-jeire-KiiH карактерв еолготннлении 1риемг:иков Ff?w>нelcн паимипс рисио-.чо-снис осчк MariiHTHv.li iiirTovon Ф и Ф .

На ри*:. J(.3,u приведен ; С Я1 у!1р(1((ечк й WOJC/IM СИНХрОИДОЙ МЗ-

шкиь[. на i< rcpf>M клмцгя фачи обмотки якоря .(медеда одним внт-

сгвием пЕЛаичио-

*сш; рогор враа1дс11-н с частотой нрадения ч лол

Jfj jjhSHi атйгд; >iarEieiH(ie шмс нгоря изо&рашенч .ин случая, коглл loi; фа.чн имеет ijarCHMJLibHoc ЗЕИщние, i L,jejn.-TFi4c чего Aii 11ч.тя чкоря Ф. 11српе11ДИЕу,1нрн41 плоскости кагушн-и фяэы Lij; ось mm магнитного пй.ш ртсра Ф(, соапада*!- с Lhfo ЛК гапя яирж, iro со-OLBciLTK/cT сличаю, гри jf(vmpoM ЭДС фд-ЗЫ ifj: пицт- от TOfia ЗТпД 4ч*:зн Eta угод 90 . Пц.цушсс возможил при чксто дмЕостпой пиручг? гсшзаторл, и,.1н ис уч.и1ыва1\, иггирного сопротнвлекнш фяшдл.

ITcipyaHo уста1]опи[ь. но несмотря ]ia иа.1лчне яиоря и wai-чнтзюго nrmiiui при ihcto eMrocjn h нагрузке nenrpowai нитиъч MDiHCHT JCHcpaiopa pao&ii \,умк\ иол лсйстЕнеь{ jjiiods ih-opir генератор MonMEiniHiHDaeica.

Можш ji[jKa.iaTb, ТГО Н прн чиСго тдуктНЕДОЕ даЕ)>Г1ис 1снсратО ра иеггро-илзгннтный момеиг у.чт также равен hy.iK]. Только в этом iijiyK нолем якорк 1снйратор блег ра.1мыгннчипаться

Ьслн при г¥л же токал якоря чагрузка ynti а1£1иык1.ьсм1гост1[ой изанчное расположи ис осей маг н1ш потоков шмепичС!: стсь Л1м MaihuiHoro погожа ротора LMCLTwrca Eia иекторый угат в EianpatJti-

нии ррашОПИД j OLihpii (put:, Bcjjb;k.-ihне ТТОГО E[a pOTrtp начнет

лсйствсшаiь н>р>.лозяший ыекхронагиичнын монскт М, в чем легка уЕ-едиться с помощью ираанла левой рули [или pjiucworpeL взалыолсй-ствнс пш1юи)в taмaгilaчe[lдu (жрдечнчкоЕ якоря и рспора). Как видно, ГJн anKiinu4JMjmi,-ii[itl HarjiySC ПОЛн: ЯЕОря имеет СОСТЯВ-ТЯЮШш, 11оу(магЕ1НЛИвак>щуш [екн;ратор.

3 iJiyiiiti мнтивно-иплу1;]нл11иГт нигрузви также mvintfuatT тормйз-Eioii момент, а попе икпрв разнагЕСНЧДьаег JxncpaTop.

11.2.2, Принцип дейстшя дицитси. При работе сишроппон машины н качеств* двигателя обмотка якоря нодтгдючается к источнику 1рекфаз11ого тпка, н результате чего возникает вра1Г1аю11(нйс]т магнитный нслгож Ф, После раИона рогора цо чаетопы вращения п, близкой к частоте прашеннн лоля якоря [см. 5 11.10), его обмотка возбуждения подключается к нсточ-Е1нк> посгояиыого тока и возЕикас маюнтный поток Фд, благодаря взаимодействию магнатного ооюка и проводников обмоткн ротора (или полюсов намагниченных сердечников якоря и ротора) возникает вращающий >дектромагиитнмн EJOHEHT .Мк действующий на ротор, и он втягивается в синхро-HBIM, с. начнпиЕгт вращаться с частотой вращения, равтюп частоте вращения MarRjTiRoro поля якоря.

Лоложегше ОСИ гш магнитного гтоля рошра от1Еосительно оси КК иоля якоря FT 1начение момента завасЯ1 от нахруз-1ги лвчгате.тя. Так, при работе uSHTajcjia в ре5 нме ьдеальн01-о холс-стого хода poiop занимает пo-oжcннe, показанное на рнс. 11.3, а, нрн котором ихектромагчитный моменг Мjy равен пулю. Некоюрой меыннчесши naipysfre двигателя сотнстст-вуег пало:1ке]не pojopa, изображенное на рис 1] 3, ff. которому eooiHCiL-THyeT onpbJC.jcHHbcif вращающий момент М, 476

Знлчгние jona чкйр5ц HjJieilCkbmiCjb и лДрактер дсйТВНЧ рКИНИ якоря зависят при .W = f;ofi?r от значения ЭДС i, которая спреде-.тчстся чн41чсанем тола узг.чсния км. & 11.10). Глспуст замстнть lU.iLEO что когда ингателЕ. погреолкет ог истоУЕшка ju.ii.ifn инлук-гиянут ч ц airrwRHO-MwiyHTiTRHym мо1цн(к-н. гкул ,(ен1Г1Шсч ПОИ ЯЕО-ря двигатель 110Дмагпн1ИБаст<:я (рис. 11 3,д и eJ: в случае потрвтеини Смн<ктчон HJEH и г1Н1]К£1-ему<к-И4>н мо11Ш1к.-и ,ii3Hiart.ih cucibhqw чаяя йкйрй размагагнчивается.

Как и у лруЕих ыашик, у асиНХрОНПШ sfanrnii ллаю-рпмаг-1ЕИТ1ШЙ момент неаначнте.льно отличается от MOMCHia, развН васмого машиной нИ валу, Поэтому .гпя простоты LtnajiHa будем считать т в тдльтЕеитпем равными и обозначать М.

Сушестветшои особенностью синхронного дЕигатегя и отпи-чие от асинхронного яплястся то, чю вращаюшнй MovieHi воэнитает у него в том случае, когда частота враинепи ротора н равна частоте нращенич магнитного почн якоря ОбьмС нястся ло jcm- что ток в обмотке возбуждения Синхронного дншаз-елй лоявлягтся не н результате ишкхромагнитнон индукции (как в обмотке ротора acHtuLpoHHoro лвягателя)!, а лслед ствие питапич обмотки потбужде]1ия oi посюроннсхо ноочника поетоннииго tokei.

Частота вращения магнитного ею.1н якоря, а значит, н ротора снняроннрго двигателя определяется но формуле и = п =

Для по. ученн par;iH4uwi Hucjai враще][ия ситpoicinje лвнгателЕ

И.ИОЮИЛЯЮТ с рй1ДИЧ]ПАМН -[ИСЛаМИ rtirllWOa ТТр laL-ryic Гц

ч(ч101Ы ftpstmcHHg rhy;vL 31Щ 1500, lUOO, 75Q об/мнп и т. д,

ПритЕЦИП действия CH]JxpoiiHHX к-у\н11<;нсч1ор ириссма1рнлаегся к § 11.10.

ti .1. СХЕМА ВКЛЮЧЕНИЯ И ОСНОВНЫЕ :АВИСИМОСТИ СИНХРОННОГО ГеНЕРЛТОРЛ

Схсна вклк;чеин1Г <!Ш!кр<5НН010 11е>нератора приведена на рн. lt.4. Тре фазг[ая обмотка ниоря геператора ОЯ ггатклнчается к прнсмнн-кам злетричвсой лгергии, к£1тчрие d зависимости от н\ номл паль nolo напряжения и ийзр11я:е11ия генср5п-(>ра woiyi- быть соелинсны клч твc:лoй. та л треугольник .т. Под сопротивлениями г н на. рис. 114 следует гонннагь жБивзленгыьЕе сопротиБЛПЕИя группы npieMhiH-кйй, получаюшн \т1-лике от генсркорл. :

Н Liejib обмотки ттабзкдеиЕЯ OS FCHcpadTjpa. пнтасмол постоянным трсом, ьключен pcoL-iaj- Гр, служащий д.тя petyjJHpoaanHH тона воабуждсния If, ни конечной htoic - лапряжепия t. на выисдах а6-Montri 1и;оря гсисрЕтора.

Дли упрощенкя а]аллза соопгозпеинй синяринноо генератора, sax и двигателя, будем считать, что мы имеем машину с нenвllOБыpdжeиныш полюсами, ферромапштиьЕс матерналвт