Асинхронный электрический генератор.Возбуждение асинхронного генератора. Самовозбуждение асинхронного генератораАсинхронный электрический генератор.Возбуждение асинхронного генератораПринцип работы асинхронного электрического генератораВо всех случаях асинхронная электрическая машина потребляет из сети реактивную мощность, необходимую для создания магнитного поля. При автономной работе асинхронной электрической машины в генераторном режиме магнитное поле в воздушном зазоре создается в результате взаимодействия магнитной движущийся силы магнитной силы всех фаз и магнитной движущийся силы обмотки ротора. Характер распределения магнитной движущийся силы точно такой же, как и в асинхронном электрическом двигателе(АД) , он также определяет характер распределения магнитного поля на полюсном делении. В асинхронном генераторе этот поток весьма близок к синусоидальному и при вращении ротора индуцирует в фазах статора и в обмотке ротора ЭДС Е| и Е2, которые можно принять синусоидальными.В отличие от асинхронного электрического двигателя в асинхронном электрическом генераторе в данном случае ЭДС Е1 и Е2 являются активными, поддерживают ток в соответствующих цепях и в нагрузке, подключенной к выходным зажимам. В установившемся режиме работы основные соотношения для асинхронного электрического генератора с самовозбуждением определяются из схемы замещения. Основное отличие только в том, что к ее выводам подключено сопротивление нагрузки 2Н = Кн +]ХН и конденсаторы для обеспечения самовозбуждения и регулирования напряжения при изменении нагрузки асинхронного электрического генератора с сопротивлениями Хс = 1/соС и Хск = 1/соСк.Как видно, напряжение при работе под нагрузкой изменяется как за счет падения напряжения на сопротивлениях r1 и х1, так и за счет снижения магнитного потока Фот , связанного с размагничивающим действием магнитной движущийся силы ротора. Если магнитная цепь асинхронного электрического генератора выполнена с достаточно сильным насыщением, то поток Фот остается почти постоянным и напряжение U1 при увеличении нагрузки изменяется в меньшей степени, а его внешняя характеристика получается более «жесткой». Способы регулирования напряжения автономного асинхронного генератора. Самовозбуждение асинхронного электрического генератораОсобенности самовозбуждения асинхронного генератора. Асинхронный элетродвигатель, подключенный к трехфазной сети переменного тока, при частоте вращения ротора, больше, чем частота вращения поля статора, переходит в генераторный режим и отдает в сеть активную мощность, потребляя из сети реактивную мощность, необходимую для создания вращающегося магнитного поля взаимной индукции. Тормозной электромагнитный момент, действующий на роторе, преодолевается приводным двигателем — дизелем, гидротурбиной, ветродвигателем и т.п.Для возбуждения асинхронного электрогенератора необходимо наличие источника реактивной мощности — батареи конденсаторов или синхронного компенсатора, подключенных к обмотке статора. При этом почти естественной представляется работа асинхронного генератора при сверх синхронном скольжении, когда скорость вращения ротора выше скорости вращающегося магнитного поля. Однако практически асинхронный генератор может возбуждаться при частоте вращения ротора, значительно меньшей синхронной, причем значения напряжения и частоты тока оказываются пропорциональными частоте вращения ротора и, кроме того, зависящими от схемы соединения конденсаторов. Так, в эксперименте ( по опытным данным гл. инж. Штефана А.М. (НК ЭМЗ, г. Н.Каховка)) конденсаторный асинхронный мотор-редуктор типа АИРУ112-М2 при соединении батареи конденсаторов емкостью 3×120 мкФ в «звезду» возбуждается при скорости пр= 2133 об/мин с напряжением ГГф = 60 В и током фазы 1ф = 0,8 А, а при соединении тех же конденсаторов в «треугольник» напряжение =52 В и ток 1ф = 1,4А возникают при скорости пр= 1265 об/мин. Весьма интересное явление наблюдалось в асинхронном генераторе серии А ИМН 90-L4 при включении емкости 40 мкФ только в одну из трех фаз. В этом случае возбуждение асинхронного генератора наступило при скорости п2 = 1369 об/мин с параметрами U1ф = =209 В, I = 1,29 А, Г = 44 Гц. При емкости С = 60 мкФ, включенной в одну из фаз, параметры возбуждения асинхронного электрогенератора были равны: п2 — 1300 об/мин, U = 500 В, I = 6,4 А, Г = 124 Гц. При увеличении частоты вращения ротора до синхронной (1500 об/мин) наблюдалось увеличение частоты тока до 400Гц. В некоторых случаях, наоборот, не удавалось добиться устойчивого возбуждения асинхронного генератора даже при сверх синхронной частоте вращения ротора. Например, для намагниченных гладких стального массивного и шихтованного роторов самовозбуждения не возникало при любых величинах присоединенной емкости. Для массивного стального ротора с тонким экраном из меди, а также для массивного стального зубчатого ротора с торцовыми медными концами АГ устойчиво возбуждается при расчетном значении емкости. Асинхронная машина с гладкими роторами из меди или алюминия возбуждается без каких-либо дополнительных воздействий извне. Таким образом, физические процессы самовозбуждения асинхронного генератора с полным основанием можно отнести к недостаточно изученным, что связано, по нашему мнению, с преимущественным использованием до настоящего времени АМ в качестве двигателя, с разработкой для него теории, расчетных методик и проектирования, а для генераторного режима эти машины проектировались и выпускались достаточно редко.В маломощных системах генерирования применяются, как правило, АМ, предназначенные для работы в двигательном режиме с конденсаторным возбуждением. Описание процесса самовозбуждения на принципе остаточной намагниченности магнитной цепи.Современные работы по самовозбуждению АГ с помощью статических конденсаторов построены на трех подходах. Один из них базируется на принципе остаточной намагниченности магнитной цепи машины, начальная ЭДС от которой затем усиливается емкостным током в статоре . Рассмотрим этот подход. Автономная работа асинхронного генератора в режиме самовозбуждения от потока остаточного намагничивания возможна, если к выводам обмотки статора подключить конденсаторы, необходимые как источник реактивной мощности от для возбуждения магнитного поля асинхронного электрогенератора, а при его работе на активно-индуктивную нагрузку эти конденсаторы должны служить источником реактивной мощности 0Н и для нагрузки. Понравилось это:Нравится Загрузка...
Похожееvetrodvig.ru Асинхронный двигатель как генератор - суть процесса, его плюсы и минусыВ электротехнике существует так называемый принцип обратимости: любое устройство, которое преобразует электрическую энергию в механическую, может делать и обратную работу. На нем основан принцип действия электрических генераторов, вращение роторов которых вызывает появление электрического тока в обмотках статора. Теоретически можно переделать и использовать любой асинхронный двигатель в качестве генератора, но для этого надо, во-первых, понять физический принцип, а во-вторых, создать условия, обеспечивающие это превращение. Вращающееся магнитное поле – основа схемы генератора из асинхронного двигателя
Магнитное поле возникает в обмотке якоря от напряжения, обычно подаваемого с аккумулятора, ну а его вращение обеспечивает любое физическое устройство, хотя бы и ваша личная мускульная сила. Конструкция электродвигателя с короткозамкнутым ротором (это 90 процентов всех исполнительных электрических машин) не предусматривает возможности подачи питающего напряжения на обмотку якоря. Поэтому, сколько бы вы ни вращали вал двигателя, на его питающих клеммах электрического тока не возникнет. Тем, кто хочет заняться переделкой асинхронного двигателя в генератор, надо создавать вращающееся магнитное поле самостоятельно.Создаем предусловия для переделки
Используя тот же принцип обратимости, приходим к выводу, что для начала генерации электрического тока вращающееся магнитное поле статора должно отставать от ротора или даже быть противоположным по направлению. Создать вращающееся магнитное поле, которое отстает от вращения ротора или противоположно ему, можно двумя способами. Затормозить его реактивной нагрузкой. Для этого в цепь питания электродвигателя, работающего в обычном режиме (не генерации), надо включить, например, мощную конденсаторную батарею. Она способна накапливать реактивную составляющую электрического тока – магнитную энергию. Этим свойством в последнее время широко пользуются те, кто хочет сэкономить киловатт-часы. Если быть точным, то фактической экономии электроэнергии не происходит, просто потребитель немного обманывает электросчетчик на законной основе. Накопленный конденсаторной батареей заряд находится в противофазе с тем, что создается питающим напряжением и «подтормаживает» его. В результате электродвигатель начинает генерировать ток и отдавать его обратно в сеть. Использование высокомощных моторов в домашних условиях при наличии исключительно однофазной сети требует определенных знаний в том, как подключить трехфазный электродвигатель в сеть 220в. Для одновременного подключения потребителей электроэнергии к трех фазам служит специальное электромеханическое устройство — магнитный пускатель, об особенностях правильной установки которых можно прочитать здесь. На практике этот эффект применяется в транспорте на электрической тяге. Как только электровоз, трамвай или троллейбус идут под уклон, к цепи питания тягового электродвигателя подключается конденсаторная батарея и происходит отдача электрической энергии в сеть (не верьте тем, кто утверждает, что электротранспорт дорог, он почти на 25 процентов обеспечивает энергией сам себя). Такой способ получения электрической энергии не есть чистая генерация. Чтобы перевести работу асинхронного двигателя в режим генератора, надо использовать метод самовозбуждения. Самовозбуждение асинхронного двигателя и переход его в режим генерации может возникнуть из-за наличия в якоре (роторе) остаточного магнитного поля. Оно очень мало, но способно породить ЭДС, заряжающее конденсатор. После возникновения эффекта самовозбуждения конденсаторная батарея подпитывается от произведенного электрического тока и процесс генерации становится непрерывным. Секреты изготовления генератора из асинхронного двигателя
Также можно сделать генератор из однофазного асинхронного двигателя. Но для этого годятся лишь те, которые имеют короткозамкнутый ротор, а для запуска используют фазосдвигающий конденсатор. Коллекторные однофазные двигатели для переделки в генератор не годятся. Рассчитать в бытовых условиях величину потребной емкости конденсаторной батареи не представляется возможным. Поэтому домашний мастер должен исходить из простого соображения: общий вес конденсаторной батареи должен быть равен или немного превышать вес самого электродвигателя. На практике это приводит к тому, что создать достаточно мощный асинхронный генератор почти невозможно, поскольку чем меньше номинальные обороты двигателя, тем он больше весит.Оцениваем уровень эффективности — выгодно ли это?Как видите, заставить электродвигатель генерировать ток можно не только в теоретических измышлениях. Теперь надо разобраться, насколько оправданы усилия по «изменению пола» электрической машины. Зато конденсаторы не надо обслуживать, а энергию они получают как бы даром – сначала от остаточного магнитного поля ротора, а потом – от вырабатываемого электрического тока. Вот в этом и есть главный, да и практически единственный плюс асинхронных генераторных машин – их можно не обслуживать. Еще одним преимуществом таких электрических машин является то, что генерируемый ими ток почти лишен высших гармоник. Этот эффект называется «клирфактор». Для людей далеких от теории электротехники его можно объяснить так: чем ниже клирфактор, тем меньше тратится электроэнергии на бесполезный нагрев, магнитные поля и прочее электротехническое «безобразие». У генераторов из трехфазного асинхронного двигателя клирфактор обычно находится в пределах 2%, когда традиционные синхронные машины выдают минимум 15. Однако учет клирфактора в бытовых условиях, когда к сети подключены разные типы электроприборов (стиральные машины имеют большую индуктивную нагрузку), практически невозможен.
Кроме того, такие электрические машины очень чувствительны к перепадам нагрузки. Если в традиционных генераторах для возбуждения используется аккумулятор, имеющий большой запас электрической мощности, то конденсаторная батарея сама забирает из вырабатываемого тока часть энергии. Если нагрузка на самодельный генератор из асинхронного двигателя превышает номинал, то ей не хватит электричества для подзарядки и генерация прекратится. Иногда используют емкостные батареи, объем которых динамически меняется в зависимости от величины нагрузки. Однако при этом полностью теряется преимущество «простоты схемы». Нестабильность частоты вырабатываемого тока, изменения которой почти всегда носят случайный характер, не поддаются научному объяснению, а потому не могут быть учтены и компенсированы, предопределило малую распространенность асинхронных генераторов в быту и народном хозяйстве. Функционирование асинхронного двигателя как генератора на видеоelektrik24.net Устройство для самовозбуждения трехфазного асинхронного генератораИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано в автономных системах электроснабжения. Цель изобретения - уменьшение массы и габаритов, повышение надежности. Устройство содержит три повышающих трансформатора 2, первичные обмотки 3 которых подключены на выход трехфазного асинхронного генератора 1, а вторичные 4 к - возбуждающему конденсатору 5. Сущность изобретения заключается в последовательном соединении между собой вторичных обмоток повышающих трансформаторов так, что две из них включены согласно, а третья - встречно по отношению к двум другим. Свободные выводы вторичных обмоток повышающих трансформаторов подключены к возбуждающему конденсатору 5. 2 ил. СО! 33 "ОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК (я)з Н 02 Р 9/46 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ фиг. 1 (21) 4379675/24-07 (22) 18.02.88 (46) 07.08.90. Бюл. N 29 (71) Фрунзенский политехнический институт (72) А.Г,Курдюмов и А,В.Ашмарин (53) 621.313.332 (088.8) (56) Бут Д.А. Бесконтактные электрические машины. — М: Высшая школа, 1985, с, 178, Иванов А.А Асинхронные генераторы.— M: Госэнергоиздат. 1948, с, 124. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ САМОВОЗБУЖДЕНИЯ ТРЕХФАЗНОГО АСИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в автономных „„59„„1584061 А1 системах электроснабжения. Цель изобретения — уменьшение массы и габаритов, повышение надежности. Устройство содержит три повышающих. трансформатора 2, первичные обмотки 3 которых подключены на выход трехфазного асинхронного генератора 1, а вторичные 4 к — возбуждающему конденсатору 5. Сущность изобретения заключается в последовательном соединении между собой вторичных обмоток повышающих трансформаторов так, что две из них включены согласно, а третья — встречно по отношению к двум другим, Свободные выводы вторичных обмоток повышающих трансформаторов подключены к возбуждающему конденсатору 5. 2 ил. 15840б1 Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в автономных системах электроснабжения, Цель изобретения — уменьшение массы, габаритов и увеличение надежности устрой- 5 ства, На фиг,1 представлена принципиальная электрическая схема устройства самовозбуждения трехфазного асинхронного генератор,; на фиг.2 — векторная диаграмма 10 напряжений во вторичных обмотках повышающих трансформаторов и на возбуждающем:конденсаторе. Устройство самовоэбуждения трехфазного асинхронного генератора 1, содержа- 15 щее три однофазных повышающих трансформатора 2, первичные обмотки 3 которых соединены между собой по трехфаэной схеме, фазные выводы которой предназначены для подключения к соответ- 20 ствующим фазным выводам трехфазного асинхронного генератора, а вторичные обмотки 4 связаны с возбуждающим конденсатором 5. Вторичные обмотки 4 повышающих 25 трансформаторов соединены между собой последовательно и к их свободным выводам подключен возбуждающий конденсатор 5, причем две иэ вторичных обмоток 4 повышающих трансформаторов соединены меж- 30 ду собой согласно, а третья — встречно двум другим. Устройство работает следующим образом, При протекании по первичным обмот- 35 кам 3 повышающих трансформаторов 2 трехфазного переменного тока во вторичных обмотках 4 возникает трехфаэная система напряжений, так как две вторичные обмотки 4 соединены согласно, а третья об- 40 мотка включена встречно двум другим, напряжение на возбуждающем конденсаторе равно UK= UA+ UB+ Uc О, где Од, Ов, Uc — векторы напряжений на 45 выходах вторичных обмоток повышающих трансформаторов. Под действием этого напряжения по возбуждающему конденсатору 5 течек ток, который, трансформируясь в первичные об- 50 мотки повышающих трансформаторов, протекает по обмотке статора.асинхронного генератора 1, Этот ток имеет емкостной характер и обеспечивает возбуждение генератора, 55 Из векторной диаграммы (фиг.2) следуег, что величина Ок определяется соотношением Ок = 1/2 Од+ 1/2 Ов + Uc, где UA, Ов, Ос — действующие значения напряжений на выходах вторичных обмоток повышающих трансформаторов, Это означает, что емкостные токи, протекающие по обмоткам статора асинхронного генератора 1, также равны друг другу, т.е, не симметричны. Для получения максимальных емкостных токов в обмотках статора асинхронного .генератора 1 необходимо выполнить условие Uc = 20д = 20в . Этого можно достичь, наприме, создавая следующие коэффициенты трансформации трансфррматоров 2; 2Кд = 2Кв = Кс В устройстве самовозбуждения трехфазного асинхронного генератора один и тот же.ток последовательно протекает по вторичным обмоткам сразу трех повышающих трансформаторов, обеспечивая на возбуждающем конденсаторе повышенное напряжение, что позволяет при минимальных габаритах и массе конденсатора достичь самовозбуждения трехфазного асинхронного генератора. Минимальное число конденсаторов в устройстве обеспечивает высокую надежность его работы. Формула изобретения Устройство для самовоэбуждения трехфазного асинхронного генератора, содержащее три однофазых повышающих трансформатора, первичные обмотки которых соединены между собой по трехфазной схеме, фаэные выводы которой предназначены для подключения к соответствующим фазным выводам трехфазного асинхронного генератора, а вторичные обмотки связаны с возбуждающим конденсатором, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения массы и габаритов и повышения надежности, вторичные обмотки повышающих трансформаторов соединены между собой последовательно и к их свободным выводам подключен возбуждающий конденсатор, причем две из вторичных обмоток повышающих трансформаторов соединены между собой согласно, а третья — встречно двум другим. 1584061 фиг. 2 Составитель А.Акимов Техред М.Моргентал Корректор И,Муска Редактор M,Áëýíàð Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 2262- Тираж 450 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035,Москва.Ж-35, Раушская наб., 4/5    www.findpatent.ru Трехфазный асинхронный генераторАсинхронному двигателю свойственен принцип обратимости электрических машин, согласно которому, он может работать в режиме асинхронного генератора и отдавать электроэнергию во внешнюю сеть.
Для того чтобы перейти в режим генератора, ротор двигателя должен вращаться другим приводным двигателем (ПД), с частотой больше частоты вращения магнитного поля (синхронной). При этом скольжение двигателя становится отрицательным, а ЭДС ротора меняет свое направление на противоположное. Токи, возникающие под действием ЭДС, меняют свое направление, и генератор начинает отдавать энергию в сеть. Электромагнитный момент на роторе, также меняет свое направление и становится для приводного двигателя тормозящим. Таким образом, на выводах обмотки статора можно получить переменное напряжение, величина которого будет зависеть от схемы соединения. Для того чтобы создавать вращающееся магнитное поле, генератору требуется реактивная энергия, которую он потребляет из сети, то есть должно происходить возбуждение. Без возбуждения работа генератора невозможна. Именно по этой причине, асинхронный генератор не получил широкого распространения. Возбуждение может происходить и другим путем – самовозбуждением. При этом к выводам статора подключается батарея конденсаторов, которая является источником реактивной мощности. Таким образом, генератор может работать автономно, то есть вырабатывать энергию при отсутствии внешнего источника. Это свойство используются в различных ветровых генераторах и на малых гидроэлектростанциях.
Батарея конденсаторов, сильно удорожает всю систему, что также влияет на распространение асинхронных генераторов. Но генераторный режим асинхронного двигателя используется не только для получения электроэнергии, но и в процессах торможения двигателя. Например, при генераторном торможении, когда груз, опускаясь, заставляет вращаться ротор со скоростью большей синхронной и двигатель начинает отдавать энергию в сеть. В качестве асинхронных генераторов, в основном применяют двигатели с короткозамкнутым ротором. Так как улучшенные пусковые характеристики двигателя с фазным ротором, в данном случае не требуются. Читайте также - Асинхронный преобразователь частоты electroandi.ru АСИНХРОННЫЙ АВТОНОМНЫЙ ГЕНЕРАТОРАсинхронная машина, подключенная к трехфазной сети переменного тока, при частоте вращения n2 > n1переходит в генераторный режим. При этом реактивную мощность, необходимую для возникновения вращающего магнитного поля, машина получает из сети. Можно также обеспечить работу асинхронной машины в качестве автономного генератора, если подавать в обмотку статора необходимую реактивную мощность от батареи конденсаторов. В автономном асинхронном генераторе (рис. 2.71, а) к выходу генератора AГ, приводимого во вращение каким-либо первичным двигателем Д, параллельно нагрузке в каждую фазу подключают конденсатор С. При активной нагрузке реактивная мощность, поступающая от конденсатора, Qcдолжна быть равна реактивной (намагничивающей) мощности генератора Qр, необходимой для создания его магнитного потока. При смешанной активно-индуктивной нагрузке мощность Qcдолжна покрывать также реактивную мощность Qрн нагрузки. Схема замещения асинхронного генератора с конденсаторным возбуждением изображена на рис. 2.71, б.
Рис. 2.71 - Схема включения асинхронного генератора с конденсаторным возбуждением (а), его схема замещения (б) и зависимость ЭДС от тока Iс
В рассматриваемом асинхронном генераторе возникает процесс самовозбуждения, как и в генераторе постоянного тока с параллельным возбуждением. Ввиду наличия в магнитной системе машины остаточного магнетизма при вращении ротора в обмотке статора индуцируется остаточная ЭДС Еост (рис. 2.71, в), которая создает в конденсаторах ток Iс. Этот ток, проходя по обмотке статора, усиливает его магнитный поток, в результате чего индуцируемая в генераторе ЭДС Еги ток конденсатора увеличиваются. Рассматриваемый процесс продолжается до тех пор (точка А), пока ЭДС Егне станет равной напряжению на конденсаторе Uc. Это условие можно выразить в виде равенства сопротивлений Х1 + Xm= Хс, где Хm — индуктивное сопротивление намагничивающего контура, уменьшающееся из-за насыщения магнитной цепи машины; Хс— емкостное сопротивление конденсатора. В ряде случаев начало процесса самовозбуждения генератора обеспечивается путем разряда на обмотку статора предварительно заряженной конденсаторной батареи. Автономные асинхронные генераторы с конденсаторным возбуждением обычно выполняют с короткозамкнутой обмоткой ротора. Их используют главным образом на гидроэлектростанциях небольшой мощности, работающих без обслуживающего персонала.
Список литературы: 1. Копылов И.П. Электрические машины. – М.: Энергоиздат, 2004. 2. Брускин Д.Э., Зерохович А.Е., Хвостов В.С. Электрические машины. Т.1,2. – М.:, Высш. шк., 1987. 3. Токарев Б.Ф. Электрические машины, - М.: Энергоиздат, 1990. 4. Копылов И.П. Математическое моделирование энергетических машин. Учебник. – М.:, Высш. шк., 2001. 5. Гольдберг, Свириденко Я.С. Проектирование электрических машин. Учебник для ВТУзов. – М.:, Высш. шк., 2001. 6. Иванов-Смоленский А.В. Электрические машины. – М.:, Энергия, 1988. 7. Кацман М.М. Электрические машины. – М.: Энергоиздат, 1990. 8. Вольдек А.И. Электрические машины. – Л.: Энергия, 1984.
Учебное издание Электрические машины переменного тока (для студентов форм обучения направления подготовки 6.090603 “Электрические системы электроснабжения”, 6.090605 “Светотехника и источники света”, 6.092204 “Электрический транспорт”)
Авторы: Марина Леонидовна Глебова, Анатолий Иванович Кузнецов, Игорь Тимофеевич Карпалюк, Маргарита Васильевна Чернявская
Редактор: З.М. Москаленко Корректор: З.И. Зайцева
План 2008, поз. 79
[1] При изложении теории электрических машин переменного тока по аналогии с трансформатором приняты следующие обозначения: А, В, С — начала фаз; X, Y, Z — концы фаз. [2] Принимается, что результирующий поток, создаваемый всеми фазными обмотками, имеет синусоидальную форму. infopedia.su Асинхронный генератор - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 4Асинхронный генераторCтраница 4 Включение асинхронного генератора на сеть не представляет затруднений. Ротор приводят во вращение со скоростью, возможно близкой к синхронной, в том же направлении, в каком вращается поток. При включении генератора на сеть возникают те же явления, что и при включении трансформаторов и асинхронных двигателей. [46] Преимуществом асинхронного генератора является простота его устройства и обслуживания. [47] Недостаток асинхронного генератора - невозможность выдачи реактивной мощности, поскольку работает он, только потребляя реактивную мощность. [48] В асинхронных генераторах, конструктивно выполненных в виде двухфазных машин, частота выходного напряжения постоянна и равна частоте питающей сети. [50] В асинхронном генераторе, работающем параллельно с сетью, частота задается сетью и не изменяется при изменении режима работы асинхронного генератора. [52] В асинхронных генераторах с самовозбуждением дорогой частью установки является батарея конденсаторов, вследствие чего такие генераторы не получили распространения. [53] Если же асинхронные генераторы работают параллельно на общую сеть с несколькими синхронными генераторами, то большая величина реактивной мощности возбуждения асинхронных генераторов значительно понизит коэффициент мощности всей электрической сети. [54] На электростанциях асинхронные генераторы не применяют, так как они обладают худшими эксплуатационными характеристиками, чем синхронные генераторы: их коэффициент мощности меньше единицы и они загружают сеть реактивным током. [55] При включении асинхронный генератор первичным двигателем доводится до скорости вращения, близкой к синхронной, и включается прямо в сеть. Изменение отдаваемой асинхронным генератором активной мощности осуществляется регулированием скорости вращения первичного двигателя. Если нагрузка сети падает и становится меньше мощности, развиваемой первичным двигателем, то скорость вращения генератора может прогрессивно увеличиваться и достичь недопустимых пределов. Для предупреждения этого необходимо отключать первичный двигатель специальным центробежным выключателем. [57] Активная мощность асинхронного генератора при постоянном напряжении регулируется изменением скорости вращения его первичного двигателя. [58] Основной недостаток асинхронного генератора заключается в том, что при его работе из сети потребляется значительная реактивная мощность, идущая на создание вращающегося магнитного поля. [59] Страницы: 1 2 3 4 5 www.ngpedia.ru Асинхронный режим возбужденной⇐ ПредыдущаяСтр 8 из 11Следующая ⇒Синхронной машины
Асинхронный режим возбужденной синхронной машины, возникает в результате ее перегрузки или падения напряжения в сети, а также при подаче возбуждения генератору после потери возбуждения или при использовании метода самосинхронизации в двигателе при его асинхронном пуске При вращении синхронной машины со скольжением s постоянный ток возбуждения if индуктирует в обмотке якоря э. д. с. Ек и токи /к частоты (1 — s) f1. Токи Iк накладываются на ток частоты f1 протекающий в якоре под действием напряжения сети. Так как в самой сети э. д. с. и напряжений частоты (1 — s) f1 нет, то относительно э. д.с.. Поэтому ток Iк в сущности эквивалентен току установившегося короткого замыкания синхронного генератора.
Момент Mk стремится уменьшить скорость вращения ротора и в режиме генератора облегчает, а в режиме двигателя затрудняет вхождение машины в синхронизм. Отметим, что на холостом ходу или при небольшой нагрузке на валу явнополюсная синхронная машина, вращающаяся с небольшим скольжением, способна втянуться в синхронизм и без возбуждения, в результате действия реактивного момента, который при s В этом случае после включения тока возбуждения полярность полюсов может не соответствовать необходимой полярности, и тогда произойдет «проскальзывание» ротора относительно поля якоря на одно полюсное деление, причем одновременно возникнет также
кратковременный всплеск тока статора. Подобный переход не представляет для машины никакой опасности. Самовозбуждение синхронной машины
В цепях обмотки якоря синхронных машин часто содержатся емкости (емкость между проводами длинных линий передачи и между ними и землей; емкости так называемой продольной компенсации индуктивного сопротивления линий передачи, включаемые последовательно в фазы линии передачи сверхвысокого напряжения — 500 кв и выше; батареи конденсаторов для улучшения коэффициента мощности сети и др.). В таких случаях возможно самовозбуждение синхронных машин, когда вращающаяся машина развивает напряжение и нагружается током при отсутствии тока возбуждения. Магнитное поле в синхронной машине при этом создается емкостным током I, отдаваемым машиной в сеть, или, что то же самое, индуктивным током, потребляемым машиной из сети. При самовозбуждении ротор синхронной машины может вращаться синхронно с магнитным полем статора (синхронное самовозбуждение) или асинхронно с ним (асинхронное самовозбуждение). Для выяснения условии самовозбуждения рассмотрим работу одиночного генератора на емкость (рис.а).
Рис а. Синхронное самовозбуждение.
При наличии остаточного магнитного потока при вращении ротора в обмотке якоря индуктируется некоторая э. д. с. Е. Эта э. д. с. при работе по схеме вызывает в цепи якоря емкостный ток I, который создает намагничивающую реакцию якоря. В результате магнитный поток, индуктируемая в якоре э. д.с. и ток I увеличиваются и т.д.
Этот процесс самовозбуждения аналогичен самовозбуждению генератора постоянного тока с той лишь разницей, что в данном случае поток машины создается самим током якоря. На рис. изображена зависимость напряжения генератора от емкостного тока якоря I.
Если положить rа = 0, то
Зависимость Uг = f (I) практически идентична с характеристикой холостого хода Uг = I (if), если ток возбуждения if привести к обмотке якоря. Вследствие насыщения величина xd вдоль кривой Uг=f(I) изменяется. С другой стороны, напряжение на конденсаторах
и зависимость Uc= f (I) прямолинейна В точке А Uг = Uc. и поэтому увеличение I прекращается и процесс самовозбуждения заканчивается. Самовозбуждение представляет собой нежелательное явление, так как оно неуправляемо и напряжения и токи при этом могут достичь опасных значений. Асинхронное самовозбуждение
Асинхронное возбуждение синхронной машины того же вида, как н в асинхронных машинах происходит н случае, когда емкость настолько велика, что хc < В области
Рис в.
Рис г.
Рис 1.
Синхронные двигатели Читайте также: lektsia.com |
|
||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||
|
В электрической машине, изначально создающейся как генератор, существуют две активные обмотки: возбуждения, размещенная на якоре, и статорная, в которой и возникает электрический ток. Принцип её работы основан на эффекте электромагнитной индукции: вращающееся магнитное поле порождает в обмотке, которая находится под его воздействием, электрический ток. 
Двигатели, работающие от переменного тока, называют асинхронными. Все потому, что вращающееся магнитное поле статора чуть опережает скорость вращения ротора, оно как бы тянет его за собой. 
Во многих теоретических изданиях главным преимуществом асинхронных генераторов представляют их простоту. Честно говоря, это лукавство. Устройство двигателя ничуть не проще устройства синхронного генератора. Конечно, в асинхронном генераторе нет электрической цепи возбуждения, но она заменена на конденсаторную батарею, которая сама по себе является сложным техническим устройством. 
Все остальные свойства асинхронных генераторов являются отрицательными. К ним относится, например, практическая невозможность обеспечить номинальную промышленную частоту вырабатываемого тока. Поэтому их почти всегда сопрягают с выпрямительными устройствами и используют для зарядки аккумуляторных батарей. 
0 также пульсирует с частотой sf1.
. Этот вид самовозбуждения возможен только при наличии на роторе замкнутых обмоток или контуров тока, в которых при асинхронном вращении ротора относительно поля якоря индуктируются токи. Если при этом ротор в электрическом отношении симметричен (рис. в), то амплитуда тока якоря в установившемся режиме будет постоянной, а при 
или 
(явнополюсная машина без успокоительной обмотки) ток якоря пульсирует (рис. г).
самовозбуждение носит промежуточный характер, когда относительная скорость ротора и поля якоря резко неравномерна и ротор периодически «проскальзывает» относительно поля якоря на величину полюсного деления. В результате медленные изменения угла нагрузки 
чередуются с быстрыми (рис.1). Ток якоря при этом также пульсирует и самовозбуждение, происходит только при замкнутой обмотке возбуждения. Такой вид самовозбуждения называют также репульсионно-синхронным.
