Принцип действия синхронного генератора. Системы возбуждения синхронного генератора

Принцип действия синхронного генератора

При подключении обмотки возбуждения к источнику постоянного напряжения, по ней пойдет ток возбуждения и создастся постоянный магнитный поток. При вращении ротора, от источника механической энергии, этот поток поочередно пересекает каждую из фаз обмоток статора и в каждой из обмоток индуктируется однофазная переменная ЭДС. При соединении обмотки статора в звезду, получим систему 3-х фазной переменной ЭДС.

Различают синхронные генераторы с:

А) возбудителями;

Б) самовозбуждением.

Возбудитель – генератор постоянного тока со смешенным возбуждением, якорь которого устанавливается на вал самого генератора (или изготавливается на одном волу с генератором), а корпус возбудителя крепится к корпусу синхронного генератора.

По схемам возбуждения синхронные генераторы делятся на генераторы с независимым возбуждением и генераторы с самовозбуждением.

При независимом возбуждении обмотка электромагнитов питается постоянным током от отдельной машины постоянного тока, соединенной с ротором генератора непосредственно либо посредством гибкой передачи, чаще всего клиноременной.

При самовозбуждении обмотка, питающая магнитные полюса, находится в одном магнитном поле с рабочей обмоткой генератора.

Наиболее распространенная схема возбуждения синхронных генераторов с независимым возбуждением.

Постоянный ток со щеток возбудителя поступает непосредственно в обмотку возбуждения генератора. Регулирование напряжения генератора осуществляется шунтовым реостатом в цепи возбуждения возбудителя (ШР), при увеличении сопротивления ШР уменьшается ток возбуждения возбудителя, что приводит к снижению напряжения на щетках возбудителя и, следовательно, к уменьшению тока возбуждения генератора и снижению напряжения на зажимах генератора.

Генераторы с самовозбуждением могут работать по двум схемам:

а) в синхронных машинах с вращающимся якорем — в пазах якоря укладывается дополнительная обмотка, присоединенная к специальному коллектору; постоянным током с коллектора по обычной схеме питается обмотка электромагнитов; в отдельных случаях дополнительная обмотка выполняется однофазной, и в последующем ток выпрямляется.

б) в синхронных машинах с неподвижным якорем и вращающимися полюсами постоянный ток для возбуждения генератора получают трансформированием рабочего напряжения и последующим выпрямлением тока.

1.10 Способы пуска синхронного электродвигателя.

Пуск синхронных двигателей может быть осуществлен при помощи вспомогательного асинхронного двигателя. Однако этот способ ввиду его сложности и высокой стоимости используется очень редко. Обычно применяют так называемый асинхронный пуск синхронного двигателя. Для этой цели в полюсных наконечниках полюсов ротора укладывается дополнительная короткозамкнутая обмотка типа «беличьей клетки». Так как во время пуска в обмотке возбуждения двигателя наводится большая э. д. с. и напряжение на зажимах оказывается весьма значительным, то по соображениям безопасности она замыкается рубильником на сопротивление.

При подаче напряжения трехфазной сети к обмотке статора синхронного двигателя возникает вращающееся магнитное поле, которое, пересекая короткозамкнутую (пусковую) обмотку, заложенную в полюсных наконечниках ротора, индуктирует в ней токи. Эти токи, взаимодействуя с вращающимся полем статора, приведут ротор во вращение. При достижении ротором наибольшей скорости (95—97% синхронной скорости) рубильник переключают так, чтобы обмотку ротора включить в сеть постоянного напряжения.

Недостатком асинхронного пуска является большой пусковой ток (в 5—7 раз больше номинального тока). Пусковой ток мощных синхронных двигателей вызывает значительное падение напряжения в сети, а это отражается на работе других потребителей. Для уменьшения пускового тока применяют пуск при пониженном напряжении с помощью автотрансформатора.

В настоящее время применяют почти исключительно асинхрон­ный пуск синхронных двигателей ввиду его простоты и надежности. Существуют также схемы автоматического асинхронного пуска синхронных двигателей