Генераторов переменного

9.8. СВОЙСТВА И ХАРАКТЕРИСТИКИ ГЕНЕРАТОРОВ ПАРАЛЛЕЛЬНОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ

Генераторы параллельного возбуждения позволяют производить регулирование напряжения при номинальном токе нагрузки путем изменения тока возбуждения в относительно небольших пределах — от 1/„ом примерно до 0,85 C/HOM. Кроме того, у генераторов параллельного возбуждения сложно изменять полярность напряжения на выводах якоря, а значение напряжения в сильной степени зависит от нагрузки генератора. Бесспорным достоинством генератора параллельного возбуждения является то, что нет необходимости в дополнительном источнике для питания обмотки возбуждения.

9.8. Свойства и характеристики генераторов параллельного возбуждения............. 360

решетке стали. Э.ц.с. остаточного намагничивания составляет 1*3 процента от номинального напряжения машины. Заметим, что э.ц.с. остаточного намагничивания играет очень важную роль в работе генераторов параллельного, последовательного и смешанного возбуждения.

Характеристики холостого хода, короткого еадакания и нагрузочная у генераторов параллельного возбуждения имеют такой же виц, как и аналогичные характеристики у генераторов независимого возбуждения.

Напряжение генератора постоянного тока может быть снижено за счет уменьшения частоты вращения первичного двигателя, однако при этом необходимо, чтобы ток в обмотке возбуждения генератора не менялся. Если схему соединения катушек полюсов оставить неизменной, то при понижении напряжения генераторов параллельного возбуждения ток возбуждения в этих катушках уменьшается, ослабив магнитное поле машины. Поэтому, если требуется уменьшить напряжение генератора параллельного возбуждения в т раз, необходимо снизить частоту вращения якоря во столько же раз, а катушки полюсов, соединенные последовательно, переключить на m параллельных групп.

Для генераторов параллельного возбуждения этот случай не представляет каких-либо затруднений и регулирование нагрузки сходно с описанным выше.

В генераторе параллельного возбу;-ч-дения (см. 1.24, б) нельзя изменять направление тока в обмотке возбуждения (иначе он размагничивается). При холостом ходе в якорной обмотке генератора с параллельным возбуждением проходит ток возбуждения /„, создающий некоторую реакцию якоря и падение напряжения в обмотке. Однако вследствие незначительной величины тока возбуждения по сравнению с номинальным током нагрузки характеристики холостого хода генераторов параллельного и независимого возбуждения практически совпадают.

сколько характеристик и одну из них обязательно при номинальном токе Нагрузочные характеристики генераторов параллельного и независимого возбуждения, как правило, практически совпадают, так как в большинстве случаев реакция якоря и падения напряжения, создаваемые проходящим по якорю током возбуждения, невелики.

/ уменьшается напряжение U на зажимах генератора. Следовательно, при уменьшении /?„ одновременно уменьшается и U. При некотором значении тока нагрузки скорость уменьшения U сравнивается со скоростью уменьшения /?„ и, как следует из формулы закона Ома, увеличение тока прекращается. Это максимально возможное значение тока называют критическим /к р. При дальнейшем уменьшении сопротивления /?„ напряжение U падает относительно быстрее и ток нагрузки тоже начинает уменьшаться. Поэтому для генераторов параллельного возбуждения не опасны короткие замыкания. Ток короткого замыкания /к такого генератора обычно меньше номинального тока и создается только за счет остаточного намагничивания, поскольку напряжение на зажимах генератора, а следовательно, и напряжение, подводимое к цепи возбуждения, при коротком замыкании равны нулю.

лировочного резистора, включенного в цепь обмотки возбуждения. Вид внешней характеристики генератора с параллельным возбуждением (кривая 2) при перегрузках отличается от внешней характеристики генератора с независимым возбуждением (кривая /). При перегрузках поле генератора с параллельным возбуждением опрокидывается и установившийся ток при коротком замыкании /к,уст определяется остаточным магнитным потоком. Несмотря на то что /к.уст может быть меньше /я,ном, короткие замыкания генераторов параллельного возбуждения опасны из-за того, что переходный ток короткого замыкания 1птах значителен. При токах /ятах, значительно превышающих /я.ном может возникнуть круговой огонь на коллекторе.

Наличие двигателей постоянного и переменного тока примерно одинаковой установленной мощности, но работающих не одновременно позволяет при такой системе привода уменьшить установленную мощность генераторов переменного тока.

Работа асинхронных двигателей, трансформаторов и других устройств переменного тока, обладающих индуктивным сопротивлением, сопровождается процессом непрерывного изменения возникающего в них магнитного потока. При всяком изменении магнитного потока в цепи этих устройств возникает э. д. с. самоиндукции, противодействующая изменению магнитного, потока. Поэтому напряжение генераторов переменного тока, установленных на электростанциях, содержит составляющую, которая в каждый момент времени компенсирует противодействие э. д. с. самоиндукции. Следовательно, и мгновенное значение мощности генератора всегда имеет такую составляющую, которая обусловлена противодействием э.д. с. самоиндукции. Эта составляющая мгновенной мощности генератора называется реактивной мощностью.

Поэтому у современных буровых лебедок основанием для применения многодвигательного электропривода могут служить только конструктивные причины (необходимость транспортировки самолетом или вертолетом мелких блоков, исключение параллельной работы генераторов переменного тока, слишком большая масса одного двигателя). Однако для большей части буровых установок с электроприводом не существует конструктивных ограничений, исключающих однодвигательный вариант. Реализация основных преимуществ однодвигательного электропривода перед двухдвигательным (меньшие капитальные затраты, масса оборудования и занимаемая площадь, более высокий к. п. д. и отсутствие необходимости в выравнивании нагрузки) обеспечивает значительный экономический эффект.

Наличие двигателей постоянного и переменного токов примерно одинаковой установленной мощности, но работающих не одновременно, позволяет при рассмотренной системе привода уменьшить установленную мощность генераторов переменного тока.

генераторов переменного тока..................................................... 42

2. СИСТЕМЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ АВИАЦИОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Взаимосвязь каналов регулирования напряжения и частоты очень велика в электромашинных преобразователях постоянного тока в переменный [8]. Для генераторов переменного тока стабильной частоты процессы регулирования частоты протекают намного медленнее процессов регулирования напряжения, поэтому в переходных режимах изменения нагрузки частоту вращения генератора можно считать постоянной.

Число пазов генератора определяется из электромагнитного расчета машины. При этом число пазов на полюс и фазу q представляет собой одну из основных величин, характеризующих обмотку переменного тока. Для генераторов переменного тока используются обмотки с дробным q, поэтому и гармонические обмотки в основном должны выполняться с числом пазов на полюс и фазу, не равным целому числу: q & целое число. Для тг - фазной гармонической обмотки число пазов на полюс и фазу имеет следующий вид:

Электромашинная передача переменно-постоянного тока. В связи с освоением электротехнической, промышленностью силовых тиристорных преобразователей появилась возможность создания новых систем электромашинных передач (ЭМП) для буровых установок с автономным энергоснабжением. Весьма перспективной является система синхронный генератор — тирис-торный преобразователь — двигатель постоянного тока (СГ—ТП—Д), которую называют также ЭМП (или электроприводом) переменно-постоянного тока [100]. В этой системе ' ( 36) один или несколько генераторов переменного тока, которые приводятся во вращение первичными двигателями, подают питание на общие шины переменного тока; электродвигатели постоянного тока получают питание от общих шин через индивидуальные тиристорные преобразователи, т. е. по системе ТП—Д.

Первые ЭМН для использования в электрофизических установках предложены академиками П. Л. Капицей и М. П. Костенко. В зависимости от назначения ЭМН, разновидностей потребителей их энергии и устройств электропривода в состав ЭМН входит одна или несколько ЭМ постоянного и (или) переменного тока. Например, в промышленных установках распространены ЭМН с асинхронными приводными двигателями и трех- или однофазными синхронными генераторами с демпферными обмотками [5.1]. При разряде ЭМН для их генераторов переменного или постоянного тока характерен кратковременный отбор электрической мощности в нагрузку. В зависимости от значений /р могут иметь место две основные разновидности разрядного режима: относительно длительное (от 0,5—1 до 10 с) динамическое торможение ротора электромагнитными силами в активной зоне ЭМ и кратковременный (от 10~3 до 10~2 с) пиковый режим ударного разряда, также сопровождающийся торможением ротора. В обоих случаях, с учетом потерь трения агрегата, а также электрических и магнитных потерь в генераторе, преобразуется в электроэнергию часть запасенной ротором кинетической энергии, которая составляет Д ^ = 0,5.7(01—Qi) (см. гл. 4). При этом угловая скорость

для генераторов переменного тока