Принцип работы синхронного генератора переменного тока. Синхронный генераторопределение и типы — Asutpp Генератор переменного токаОпределения синхронного генератора переменного тока или альтернатора таится в самом названии генератора. Синхронный генератор – это, по сути, электрическая машина, которая вырабатывает переменную электроэнергию. Это тот тип генератора, который преобразовывает механическую энергию в электрическую энергию переменного тока. Также он известен под названием синхронный генератор переменного тока. ИсторияПервыми, кто концептуально объяснил принцип работы генератора переменного тока, были Майкл Фарадей и Ипполит Пикси. Майкл Фарадей разработал принцип вращательного прямоугольного движения проводника внутри магнитного поля, с целью выработки переменного тока по внешнему статическому контуру. После этого, в 1886 году, Джеймс Эдвард Генри Гордон разработал и создал первую полезную экспериментальную модель генератора. Через некоторое время, Лорд Кельвин и Себастьян Ферранти также разработали модель синхронного генератора, производившего переменный ток частотой между 100 и 300 герц. В 1891 году Никола Тесла разработал коммерческую модель альтернатора, который действовал на частоте около 15 КГц. После 1891 года, были изобретены многофазные альтернаторы. Применение генератора переменного токаУ современных автомобилей питание для их электрических систем поступает от генератора переменного тока. Раньше для этого использовались генераторы постоянного тока или динамо-машины, но с изобретением альтернатора, генератор постоянного тока был заменён на более прочный и легкий генератор переменного тока. Несмотря на то, что питание для электрической системы автомобилей поступает, как правило, в виде переменного тока, всё же альтернатор с диодным выпрямителем будет лучшей заменой генератору постоянного тока, хотя бы потому, что у альтернатора система коммутации более упрощена. Тепловозы с электрической передачей также используют генератор переменного тока. Фактически, двигатель тепловоза это не что иное, как альтернатор, приводимый от дизельного двигателя. Переменный ток, вырабатываемый генератором данного типа, преобразовывается с помощью интегральных выпрямителей на кремниевых диодах в переменный, который уже питает все тяговые электродвигатели постоянного тока, ответственные за приведения тепловоза в движение. Генератор переменного тока также используют и для морских суден, а принцип использования тот же, как и в случае с тепловозом с электрической передачей. Синхронные генераторы, которые используют для морских суден, это специально сконструированы с соответствующими улучшениями электродвигатели, способные работать в условиях воздействия соленой воды. Типичная выходная мощность судового генератора переменного тока составляет 12 или 24 вольт. Чтобы выработать большую мощность для больших суден, используют более одного генератора. Двигательная система морских суден работает следующим образом: генератор вырабатывает мощность, которую сначала выпрямляют, а потом используют для подзарядки стартерных и вспомогательных аккумуляторов питания электродвигателя судна. Видео ТипыАльтернаторы или синхронные генераторы можно классифицировать разными способами, в зависимости от способа их применения и конструкции. Согласно способу применения эти машины можно классифицировать следующим образом:
Генераторы переменного тока можно разделить многими способами, но, согласно их конструкции, мы обсудим только два основных типа генератора, а именно: 1) явнополюсный генератор переменного тока Он используется как низко- и среднеоборотный генератор переменного тока. Он имеет большое количество выступающих полюсов, сердечники которых закреплены болтами или соединением типа “ласточкин хвост” на чугунном или стальном магнитном колесе большого сечения с хорошими магнитными качествами. Генераторы такого типа характеризируются большим диаметром и небольшой осевой длиной. Вид у них, как у большого колеса, а используют их в основном для тихоходных гидротурбин, типу тех, которые применяют на гидроэлектростанциях. 2) глянцевитый цилиндрический генератор переменного тока Он используется как паротурбогенератор переменного тока. Ротор данного генератора вращается с очень большой скоростью. Ротор состоит из глянцевитого цилиндра из кованой стали с промежуточно выфрезерованными по внешней периферии пазами, на которых размещены катушки возбуждения. Такие роторы разрабатывают главным образом для двух- или четырёхполярных паротурбогенераторов, частота вращения которых составляет 36000 или 1800 об-мин соответственно. www.asutpp.ru Синхронный генераторРоссийский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева Кафедра электротехники и электроники Реферат на тему: Магнитные цепи, синхронные машины, машины постоянного тока Выполни студент группы П-21 Проверил: Новикова Ирина Ивановна Москва 2010 Содержание:
Электрическим генератором называется любое устройство, предназначенное для преобразования механической энергии в электрическую. Это может быть паровая машина, водяная или ветряная установка особой конструкции, атомный реактор или двигатель внутреннего сгорания. В настоящее время в промышленности используется множество различных электрогенераторов, которые различают по типу первичного двигателя (турбинные, гидравлические и дизельные генераторы). Генераторы различаются по виду выхода электрического тока, (генераторы постоянного и переменного тока). Генераторы также подразделяются по способу возбуждения — магнитному, внешнему или самовозбуждению, которое бывает последовательным, параллельным и смешанным. Устройство синхронного генератораСинхронный генератор состоит из нескольких частей:
Статор синхронного генератора, как и других машин переменного тока, состоит из сердечника, набранного из листов электротехнической стали, в пазах которого укладывается обмотка переменного тока, и станины — чугунного или сварного из листовой стали кожуха. 2) Роторы синхронных машин по конструкции делятся на два типа: а) явнополюсные (т. е. с явно выраженными полюсами) и б) неявнополюсные (т. е. с неявно выраженными полюсами). На изображении показаны схемы устройства синхронных генераторов с явнополюсным и неявнополюсным роторами. Та или иная конструкция ротора диктуется соображениями механической прочности. У современных генераторов, вращающихся от быстроходных двигателей (паровая турбина), окружная скорость ротора может достигать 100—160 м/сек (в некоторых случаях 170 м/сек). Поэтому быстроходные генераторы имеют неявнополюсный ротор. Скорость вращения быстроходных генераторов составляет 3000 об/мин и 1500 об/мин. К ободу ротора прикрепляются полюсы, на которые надеваются катушки возбуждения, соединяемые последовательно между собой. Концы обмотки возбуждения присоединяются к двум кольцам, укрепленным на валу ротора. На кольца накладываются щетки, к которым присоединяется источник постоянного напряжения. Обычно постоянный ток для возбуждения ротора дает генератор постоянного тока, сидящий на одном валу с ротором и называемый возбудителем. Мощность возбудителя равна 0,25—1% от номинальной мощности синхронного генератора. Номинальные напряжения возбудителей 60—350 В. Схема 3х фазного генератора с самовозбуждением Основным отличием генератора с самовозбуждением от обычного трехфазного генератора является то что в нем наличествуют селеновые выпрямители, подключенные к обмотке стартера. В первый момент слабое поле остаточного магнетизма вращающегося ротора индуктирует в обмотке статора незначительную переменную э.д.с. Селеновые выпрямители, подключенные к переменному напряжению, дают постоянный ток, который усиливает поле ротора, и напряжение генератора увеличивается. Внешние характеристики синхронного генератораНа рис. 1 показаны внешние естественные характеристики трехфазного синхронного генератора, иллюстрирующие зависимость напряжения U г на его зажимах от тока обмотки статора Ir при заданном коэффициенте мощности приемников соs φ = const, неизменном токе возбуждения в обмотке ротора IB = const и постоянной частоте вращения ротора, чему отвечает неизменная частота переменного тока f=const. Эти характеристики могут исходить как из общей точки (0, Егx), отвечающей режиму холостого хода, так и пересекаться в точке (Iг ном, U г ном), соответствующей номинальной нагрузке.
Рис. 1.1. Внешние характеристики трехфазного синхронного генератора при изменении нагрузки с заданным коэффициентом мощности нагрузки: а - от режима холостого хода до номинальной; б - от номинальной до режима холостого хода. Первые характеристики позволяют определить изменение напряжения генератора при увеличении нагрузки от режима холостого хода до номинального тока, а вторые - при снижении нагрузки от номинальной до режима холостого хода. Основной естественной внешней характеристикой синхронного генератора считают кривую Uг (Iг), полученную при симметричном режиме, коэффициенте мощности приемников cos φ = 0,8 и φ > 0. Для поддержания напряжения синхронного генератора неизменным при переменной нагрузке приходится регулировать ток возбуждения IB в обмотке ротора по закону, определяемому регулировочными характеристиками, крутизна которых зависит от характера нагрузки и ее коэффициента мощности (рис. 6.6). Так, при увеличивающемся токе нагрузки, отстающем по фазе от напряжения на угол φ > 0, возникает размагничивающее действие реакции якоря и соответствующая регулировочная характеристика поднимается, а при возрастающем токе нагрузки, опережающем по фазе напряжение на угол φ < 0, она снижается вследствие подмагничивающего действия реакции якоря. studfiles.net Синхронный генератор ВикипедияСинхронная машина — это электрическая машина переменного тока, частота вращения ротора которой равна частоте вращения магнитного поля в воздушном зазоре. Устройство[ | код]Основными частями синхронной машины являются якорь и индуктор (обмотка возбуждения). Как правило, якорь располагается на статоре, а на отделённом от него воздушным зазором роторе находится индуктор — таким образом, по принципу действия синхронная машина представляет собой как бы «вывернутую наизнанку» машину постоянного тока, переменный ток для обмотки якоря которой не получается с помощью коллектора, а подводится извне. Якорь представляет собой одну или несколько обмоток переменного тока. В двигателях токи, подаваемые в якорь, создают вращающееся магнитное поле, которое сцепляется с полем индуктора, и таким образом происходит преобразование энергии. Поле якоря оказывает воздействие на поле индуктора и называется поэтому также полем реакции якоря. В генераторах поле реакции якоря создаётся переменными токами, индуцируемыми в обмотке якоря от индуктора. Индуктор состоит из полюсов — электромагнитов постоянного тока[1] или постоянных магнитов (в микромашинах). Индукторы синхронных машин имеют две различные конструкции: явнополюсную или неявнополюсную. Явнополюсная машина отличается тем, что полюса ярко выражены и имеют конструкцию, схожую с полюсами машины постоянного тока. При не явнополюсной конструкции обмотка возбуждения укладывается в пазы сердечника индуктора, весьма похоже на обмотку роторов асинхронных машин с фазным ротором, с той лишь разницей, что между полюсами оставляется место, не заполненное проводниками (так называемый большой зуб). Неявнополюсные конструкции применяются в быстроходных машинах, чтобы уменьшить механическую нагрузку на полюса. Для уменьшения магнитного сопротивления, то есть для улучшения прохождения магнитного потока, применяются ферромагнитные сердечники ротора и статора. В основном они представляют собой шихтованную (набранную из отдельных листов) конструкцию из электротехнической стали. Принцип действия[ | код]Как всякая электромашина, синхронная машина может работать в режимах двигателя и генератора. Двигательный режим[ | код]Принцип действия синхронного двигателя основан на взаимодействии вращающегося магнитного поля якоря и магнитного поля полюсов индуктора. Обычно якорь расположен на статоре, а индуктор — на роторе. В мощных двигателях в качестве полюсов используются электромагниты (ток на ротор подаётся через скользящий контакт щётка-кольцо), в маломощных, к примеру, в двигателях жёстких дисков — постоянные магниты. Существует обращённая конструкция двигателей, в которой якорь расположен на роторе, а индуктор — на статоре (в устаревших двигателях, а также в современных криогенных синхронных машинах, в которых в обмотках возбуждения используются сверхпроводники.) Запуск двигателя. Двигатель требует разгона до частоты, близкой к частоте вращения магнитного поля в зазоре, прежде чем сможет работать в синхронном режиме. При такой скорости вращающееся магнитное поле якоря сцепляется с магнитными полями полюсов индуктора (если индуктор расположен на статоре, то получается, что вращающееся магнитное поле вращающегося якоря (ротора) неподвижно относительно постоянного поля индуктора (статора), если индуктор на роторе, то магнитное поле вращающихся полюсов индуктора (ротора) неподвижно относительно вращающегося магнитного поля якоря (статора)) — это явление называется «вход в синхронизм». Для разгона обычно используется асинхронный режим, при котором обмотки индуктора замыкаются через реостат или накоротко, как в асинхронной машине, для такого режима запуска в машинах на роторе делается короткозамкнутая обмотка, которая также выполняет роль успокоительной обмотки, устраняющей "раскачивание" ротора при син ru-wiki.ru Назначение и устройство синхронных генераторовСтроительные машины и оборудование, справочник Категория: Передвижные электростанции Назначение и устройство синхронных генераторовСинхронный генератор состоит из двух основных частей: неподвижного статора (якоря) с помещенной в нем обмоткой и подвижного (вращающегося) ротора (индуктора) с обмоткой возбуждения. Назначение обмотки возбуждения состоит в том, чтобы создать в генераторе первичное магнитное поле для наведения в обмотке статора электродвижущей силы (э. д. е)… Если ротор сихронного генератора привести во вращение с некоторой скоростью V и возбудить от источника постоянного тока, то поток возбуждения будет пересекать проводники обмотки статора и в фазах обмотки будут индуктироваться переменные э. д. с. При подключении нагрузки к данной обмотке в ней возникнет вращающееся магнитное поле. Это поле статора генератора будет вращаться в направлении, вращения поля ротора и с такой же скоростью, как поле ротора, в результате чего образуется общее вращающееся магнитное поле. Скорость вращения магнитного поля синхронного генератора зависит от числа пар полюсов. При заданной частоте чем больше число пар полюсов, тем меньше скорость вращения магнитного поля, т.е. скорость вращения магнитного поля обратно пропорциональна числу пар полюсов. Так, например, при заданной частоте /=50 гц скорость вращения магнитного поля равна 3000 об/мин при числе пар полюсов р= 1, 1500 об/мин при р = 2V 1000 об/мин при р = 3 и т. д. Статор генератора (рис. 1, а) состоит из сердечника, набранного из тонких листов электротехнической стали. Для ограничения вихревых токов листы стали изолированы пленкой лака толщиной 0,08-0,1 мм и прочно спрессованы в виде пакета, называемого пакетом активной стали. В каждом листе стали, выштампованы фигурные вырезы, благодаря чему в пакете, собранном из таких листов, образуются пазы, в которые и укладывается обмотка. Пазы для повышения электрической прочности обмотки и предохранения ее от механических -повреждений изолированы листами электрокартона с лакотканью или миканита. Пакет активной стали укреплен в чугунной или стальной станине генератора.
Рис. 1. Устройство и схема возбуждения синхронного генератора: а — статор, б — явнополюсный ротор (без обмотки полюсов), в — неявнополюсный ротор; 1 — статор (якорь), 2 — ротор (индуктор), 3- контактные кольца, 4 — полюс, 5 — полюсная катушка индуктора, 6 — возбудитель, 7 — шунтовой регулятор, 8 — щетки Ротор синхронного генератора конструктивно может быть выполнен явнополюсным и неявнополюсным. Явнополюсный ротор (рис. 1, б) имеет выступающие или, как говорят, явновыраженные полюсы. Такие роторы применяют в тихоходных генераторах со скоростью вращения не более 1000 об/мин. Сердечники полюсов этих роторов набирают обычно из листов электротехнической стали толщиной 1-2 мм, которые прочно скрепляют в пакет стяжными шпильками. На валу ротора полюсы крепят болтами или при помощи Т-образного хвостовика полюса, укрепляемого в специальных пазах, профре-зерованных в стальном теле ротора. Обмотку возбуждения наматывают изолированным медным проводом соответствующего сечения. В роторах синхронных генераторов, предназначенных для работы в электроустановках, где в качестве первичных двигателей применяются дизели, предусматривается так называемая успокоительная обмотка. Успокоительная или как еще ее называют демпферная обмотка служит для успокоения свободных колебаний, возникающих при внезапных изменениях режима работы синхронных генераторов (резкие сбросы нагрузки, падение напряжения, изменение тока возбуждения и др.), особенно в тех случаях, когда несколько генераторов работают параллельно на общую сеть. Неявнополюсным называют ротор, имеющий вид цилиндра без выступающих полюсов. Такие роторы выполняют обычно двух- или четырехполюсными. Явнополюсные роторы для быстроходных машин не применяют из-за сложности изготовления крепления полюсов, способных выдерживать большие центробежные усилия. Неявнополюоный ротор (рис. 1, в) состоит из вала и стальной поковки с профрезерованными в ней пазами, в которые уложена обмотка возбуждения. В остальном неявнополюсный ротор конструктивно выполнен так же, как и явнополюсный. Конструкция проводников роторной обмотки выбирается в зависимости от типа ротора: для обмоток явнополюсных роторов применяют прямоугольные или круглые изолированные провода, а также голые медные полосы, гнутые на ребро и изолированные полосками миканита; обмотки неявнополюсных роторов выполняют из изолированных витков плоской твердокатаной меди, укладываемых в изолированные пазы роторов. Концы обмотки ротора (индуктора) выведены и присоединены к контактным кольцам на валу ротора. К индуктору подводится постоянный ток от какого-либо внешнего источника. В качестве источника тока возбуждения синхронных генераторов мощностью до 20 кет применяют полупроводниковые выпрямители, а для более мощных генераторов — специальные машины постоянного тока (возбудители), помещаемые обычно на общем валу с ротором генератора или механически соединяемые с генератором посредством полумуфт. Возбудитель представляет собой генератор постоянного тока, мощность которого, как правило, составляет 1-3% номинальной мощности питаемого им генератора. Номинальное напряжение возбудителей невелико и у синхронных генераторов средней мощности не превышает 150 в. Постоянный ток для возбуждения синхронных генераторов может быть получен с помощью ртутных, полупроводниковых или механических выпрямителей. Для возбуждения синхронных генераторов мощностью до 20 кет чаще всего применяют селеновые или германиевые выпрямители. Ток возбуждения в проходит от источника до индуктора по следующему пути: источник постоянного тока — неподвижные щетки на контактных кольцах, контактные кольца ротора — обмотки полюсов индуктора. Этот путь показан схематически на рис. 1, а. Синхронный генератор обладает свойством обратимости, т.е. может работать и в качестве электродвигателя, если обмотку его статора присоединить к сети трехфазного переменного тока. Читать далее: Схема включения и принцип работы синхронного генератора Категория: - Передвижные электростанции Главная → Справочник → Статьи → Форумstroy-technics.ru устройство, принцип работы, преимущества и недостатки
Генераторы — это электрические машины для трансформации механической, тепловой и других типов энергии в электрическую. Среди всех прочих, наиболее популярны генераторы, преобразующие в электричество энергию вращения. Источников данного вида движения можно назвать множество:
Обычно, в конструкции генераторов используются щеточные узлы для передачи постоянного тока на вращающийся якорь, который выступает в роли постоянного магнита. Щетки, в силу механической конструкции, являются их слабым звеном. Щеточный узел требует регулярного обслуживания, чистки и замены подверженных износу деталей. Этого недостатка лишены бесщеточные схемы возбуждения. УстройствоСамыми распространенными, за счет простоты конструкции и практической надежности, являются бесщеточные синхронные генераторы с компаундной системой возбуждения. Как любая другая электрическая машина, данный генератор состоит из двух ключевых узлов:
При пуске генератора, ток в обмотках ротора индуцируется остаточной намагниченностью железа генератора. За счет кремниевых выпрямительных диодов, ток индуцирует постоянное магнитное поле, которое при вращении приводит к возбуждению ЭДС в статорных обмотках. Замкнутая через компенсирующий конденсатор дополнительная обмотка, усиливает начальную намагниченность и запускает процесс лавинообразного возбуждения генератора, продолжающийся до момента насыщения магнитного потока. После этого, к генератору можно подключать потребительские устройства и агрегаты. Чтобы подключение нагрузки не приводило к понижению выдаваемого напряжения, применяется компаундное регулирование. Оно осуществляется за счет того, что обмотки статора располагаются таким образом, чтобы оси их магнитных полей были смещены на 90 градусов. При этом, увеличение тока в цепи нагрузки приводит к повороту магнитного поля ротора в сторону основной обмотки и, следовательно, увеличению индуцируемой в ней ЭДС. Выходное напряжение стабилизируется. Преимущества и недостаткиПо сравнению с обычными генераторами бесщёточный имеет ряд преимуществ:
К недостаткам можно отнести то, что данные генераторы могут быть только однофазными и имеют невысокий КПД, что, впрочем, устранимо путем применения системы независимого возбуждения с электронными регуляторами. Бесщёточный синхронный генератор в настоящее время активно используется в бензиновых электростанциях, в речных и морских судах — везде, где их применение оправдано требованиями повышенной надёжности и долгого срока эксплуатации. Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад, если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное. Всего доброго. podvi.ru Принцип работы синхронного генератора переменного тока: видео — AsutppОсновной принцип работы генератора переменного тока так же прост, как и таковой в генераторе постоянного тока. И в первом, и во втором случае, здесь действует закон Фарадея об электромагнитной индукции, согласно которому электрический ток индуцируется в проводнике магнитного поля вследствие относительного движения между этим проводником и магнитным полем. Для понимания принципа работы такого генератора следует представить некий прямоугольный виток, размещенный между двумя противоположными магнитными полюсами, как показано ниже.  Принцип работы генератораСкажем, одновитковая петля ABCD может вращаться относительно оси a-b. Предположим, что эта петля начинает вращаться по часовой стрелке. После поворота на 90°, токопроводящая жила (токоотвод) AB петли находится в зоне S-полюса, а CD – N-полюса. В этом положении, тангенциальное движение проводника AB перпендикулярно линии магнитного потока от полюса N к S. Следовательно, скорость разъединения потока силовых линий проводника AB максимальна, и индуцированный ток сфокусирован в AB проводнике; а его направление можно теперь определить при помощи так называемого правила «правой руки» или «буравчика» Флемминга. Согласно данному правилу, электрический ток направлен от А к В. В то же самое время, проводник CD подпадает под воздействие полюса N; и в соответствии с вышеуказанным правилом, мы получим направление индуцированного тока от С до D.  Правило «буравчика» – ФлеммингаТеперь, после вращения по часовой стрелке на 90°, виток ABCD приходит в вертикальное положение, как показано ниже. В этом положении, тангенциальное движение проводника AB и CD параллельно линии магнитного потока. Следовательно, будет иметь место разъединение потока силовых линий, то есть не будет тока в проводнике вообще. По ходу того, как виток ABCD переходит из горизонтального положения в вертикальное, угол между линиями потока (и направление движения проводника) уменьшается от 90° до 0°, и, таким образом, индуцированный ток в витке сводится к абсолютному нулю от его максимального значения.  Правило «правой руки» ФлеммингаПосле очередного вращения по часовой стрелке на 90°, виток снова оказывается в горизонтальном положении; поэтому проводник AB попадает под влияние N-полюса, а CD – S-полюса. Но если мы снова применим правило «правой руки» Флемминга, то мы увидим, что наведенный (индуцированный) ток в проводнике AB идет от точки В к A, в то время как наведенный ток в проводнике CD – от D до C. Так как в данной позиции виток меняет горизонтальное положение на вертикальное, ток в проводниках доходит до своего максимального значения. Это означает, что ток циркулирует достаточно близко в витке от точки В к А, от А до D, от D до С и от С до А. В общем, мы можем наблюдать реверс предыдущего горизонтального положения, когда ток циркулирует A → B → C → D → A. При дальнейшем переходе витка в вертикальное положение, ток снова уменьшается до показателя 0. Таким образом, если виток продолжает вращаться, то ток в витке продолжает чередовать свое направление. Во время каждого полного оборота витка, электрический ток в нем постепенно достигает своего максимального значения, а затем сводится к нулю; и наоборот, в противоположном направлении дело снова доходит до показателя 0 и так далее. Как видите, переменный ток совершает одну полную синусоиду (колебание/волну) во время каждого оборота на 360° в витке, вращаясь внутри магнитного поля. Вот мы и разложили по полочкам фактический принцип работы генератора переменного тока. Теперь разъединяем петлю и соединяем два ее конца с тяговыми контактными кольцами генератора и постоянными втулками на каждом контактном кольце. Если соединить два терминала внешней нагрузки с этими двумя втулками кондуктора, то мы получим переменный ток в нагрузке. Это и есть элементарная модель генератора. Поняв простейший принцип работы генератора, теперь можно рассмотреть основной принцип его эксплуатации. Как мы уже знаем, магнитное поле является стационарным, а проводники (якорь электрической машины/ротор) вращаются. Но в целом и на практике, в структуре генератора проводники секций якоря являются стационарными, а полевые магниты вращаются между ними. Ротор генератора или синхронный генератор механически соединен с валом/осью или лопатками турбины, которые при вращении на синхронной скорости и вследствие силы способны привести к разъединению проводников секций якоря магнитного поля, расположенных на статоре. Как прямое следствие этого, ЭДС и ток начинают поступать через эти проводники, которые сначала идут в одном направлении в первой половине цикла, а затем в другом направлении во второй половине цикла, с определенным временным лагом 120° для каждой обмотки, как показано на рисунке ниже.  3 фазы генерируемого напряженияБлагодаря такому физическому явлению, существует возможность направлять поток энергии из генератора 3φ в распределительные электрические станции как для бытовых, так и для промышленных нужд. www.asutpp.ru Трехфазные синхронные генераторыЭлектрические машины, преобразующие механическую энергию в электрическую, называют генераторами. Трехфазные синхронные генераторы являются единственным типом источников энергии, устанавливаемых на всех электрических станциях переменного тока, как малых, так и мощных систем. Наименование синхронные они получили благодаря синхронному вращению магнитных полей ротора и статора. Принцип действия синхронного генератора основан на индуктировании э.д.с. в обмотке якоря в результате пересечения ее витков постоянным магнитным полем, создаваемым индуктором. При этом э. д. с. пропорцио-нальна числу витков W, частоте вращения ротора n, числу пар полюсов р и магнитному потоку индуктора Фm: Е = 4,44 W f Фm ( 1 ) . Частота переменной э. д. с: f = p · n / 60 , ( Гц ) ( 2 ). Стандартная частота переменной э.д.с. в России как и большинстве стран мира принята 50 Гц. Поэтому при p = 1 ротор должен вращаться с п = 3000 об/мин.; при р = 2 — п = 1500 мин -1, при р = 3 — п = 1000 мин -1 и так далее. Вследствие этого э. д. с. генератора регулируют магнитным потоком Ф индуктора. В генераторах основного исполнения ( в лаборатории, аудитория № 111 смотреть на разобранный генератор, установленный на столе) статор имеет чугунную станину, внутри которой установлен кольцевой магнитопровод, набранный из листов электротехнической стали. В пазах магнитопровода размещены одинаковые обмотки, смещенные по окружности статора одна относительно другой на 120 градусов. Эти обмотки называют фазными обмотками, а начала и концы соединены в лобовой части обмоток по схеме „звезда» или „треугольник». На клеммный щиток выведены соответственно 4 или 3 провода фаз генератора. На роторе располагается обмотка возбуждения индуктора, укрепляемая на полюсах магнитопровода, набранного из листов электротехнической стали. Она питается постоянным током через щетки и контактные кольца от небольшого генератора постоянного тока (возбудителя), прикрепленного к одному из подшипниковых щитов генератора. (На электростанциях может быть отдельное исполнение возбудителя). Кроме того, на роторе генераторов небольшой мощности имеется крыльчатка для охлаждения обмоток и магнитопроводов. Ротор может иметь явно выраженные или неявно выраженные полюса. Явнополюсными выполняют роторы тихоходных генераторов, предназначенных для работы с гидротурбинами. Неявнополюсными изготовляют роторы быстроходных (1500 - 3000 мин -1.) генераторов для паровых турбин и двигателей внутреннего сгорания.
На рис. 1 представлены роторы синхронных машин неявно полюсный (а) и явно полюсный (б):1 – сердечник ротора; 2 – обмотка возбуждения. Синхронный генератор с самовозбуждением типа ПСГС - 6,25 имеет неподвижную магнитную систему (индуктор) и вращающийся якорь с обмоткой переменного трехфазного тока, подведенной к контактным кольцам. Станина выполнена из стальной трубы и представляет ярмо магнитной системы. К нему болтами прикреплены четыре полюса индуктоа. Они собраны из листов электротехнической стали толщиной 2 мм и скреплены между собой штифтами. Сердечники полюсов изолированы асбестовой бумагой, пропитанной в бакелитовом лаке. Катушки шунтовой обмотки возбуждения намотаны изолированным медным проводом круглого сечения, соединены
Рис. 2. Монтажная электрическая схема генератора ПСГС-6,25. между собой последовательно, а концы — выведены на клеммное плато. Выводная коробка с клеммным плато расположена на станине. Для поглощения помех радиоприему, создаваемых генератором во время работы, применены конденсаторы. На внутренней стороне крышки выводной коробки наклеена монтажная схема генератора. На ступице переднего подшипникового щита скомплектована траверса и прикреплена к ней при помощи болтов. К штырям траверсы прикреплены щеткодержатели. Их можно опускать вниз по мере изнашивания контактных колец. На двух штырях траверсы собрана выпрямительная схема для питания цепей возбуждения. Она состоит из диодов, собранных по 3-фазной мостовой двухполупериодной схеме выпрямления (схема Ларионова). На каждом штыре закреплено по 6 диодов типа Д-205. На диоды напряжение подается с контактных колец через угольные щетки. Выпрямленное напряжение поступает на клеммное плато, а с него через регулировочный реостат на обмотки возбуждения полюсов индуктора. Якорь состоит из цилиндрического сердечника — магнитопровода, 3-х фазной обмотки переменного тока, от которой выведены концы и соединены с контактными кольцами, центробежного вентилятора и вала с насаженными на него шариковыми подшипниками. Сердечник якоря набран из пластин электротехнической стали толщиной 0,5 мм, собран на валу, имеющем призматическую шпонку (она исключает проворачивание сердечника на валу). От продольного перемещения вдоль оси вала сердечник запрессован между якорными фланцами и закреплен упорным кольцом. Обмотка переменного тока уложена в полузакрытых пазах якоря и закреплена в них текстолитовыми клиньями. На лобовые части обмотки с каждой стороны наложено по одному бандажу, состоящему из проволочных витков, спаянных между собой. Техническая характеристика генератора ПСГС-6,25.: Ѕном =6,25 кВА; Uном =230 В; Iном =15,7 А; к.п.д.=76%; cosφ=0,8; f =0,8; nном =1500 мин-1. Такими генераторами оснащены передвижные автомастерские для выработки электроэнергии в полевых условиях с целью выполнения ремонт-ных работ с применением электроинструмента, а также аварийного электроснабжения маломощных энергопотребителей (зернотоков, ферм и др.)
Рис. 3. Конструкция синхронного генератора малой мощности: 1 — кольца контактные; 2 — щеткодержатели; 3 — обмотка возбуждения ротора; 4 — полюсный наконечник; 5 — статор; 6 — вентилятор; 7 — вал ротора.
Похожие статьи:poznayka.org |
|
|||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||
|
