Возбуждения синхронного

При проектировании систем автоматического регулирования тока возбуждения синхронной машины необходимо располагать семействами угловых характеристик при различных напряжениях и токах возбуждения, расчет которых следует проводить с учетом влияния насыщения главного магнитного пути. Метод расчета угловых характеристик насыщенных явнополюсных синхронных машин на цифровой вычислительной машине Минск-1 разработан во Львовском политехническом институте-

24. Зависимость напряжения питающей сети от тока возбуждения синхронной ма-

Оценить влияние синхронной машины — приводного двигателя лебедки на напряжение питающей сети можно на основании расчетных характеристик для конкретной системы электроснабжения буровой установки, состоящей из трансформаторной подстанции и питающей линии. Зависимости напряжения от тока возбуждения синхронной машины установки БУ-80 БрЭ при длине линии 8 км для холостого хода (кривая /), номинальной нагрузки (кривая 2) и включения максимальной нагрузки (кривая 3) приведены на 24. Начальный уровень напряжения Ни принят равным 6,3 кВ.

При изменении нагрузки машины меняется ее КПД. Определим условия, соответствующие максимальному КПД любой машины. Потери в электрической машине можно подразделить на постоянные и переменные. К постоянным потерям РПОст, практически не зависящим от нагрузки, относятся потери в стальных сердечниках, механические потери и потери в цепи возбуждения (синхронной машины и машины постоянного тока). Переменными потерями Рперь зависящими от тока нагрузки в первой степени, являются потери в контактах щеток. К переменным потерям Рпер2, зависящим от тока нагрузки во второй степени, относятся потери в обмотках (кроме обмотки возбуждения), а также добавочные потери.

(в), обмоток возбуждения синхронной машины и машины постоянного тока (г),

Основная часть потерь в обмотке возбуждения синхронной машины и в обмотках возбуждения главных и добавочных полюсов машины постоянного тока передается наружной поверхности катушек, преодолевая тепловое сопротивление ^i изоляции проводов и катушек; при этом в изоляции создается перепад температуры А^и. Затем потери передаются охлаждаемой поверхностью катушек

--------возбуждения синхронной машины 69

На панели электрических машин переменного тока размещены кнопки дистанционного включения и отключения возбуждения, ручка регулятора тока возбуждения синхронной машины; кнопки дистанционного подключения и отключения синхронной машины либо асинхронного электродвигателя к питающей сети. Включение синхронной машины или асинхронного двигателя сопровождается загоранием сигнальной лампы.

частота его вращения доводится до синхронной частоты, с тем чтобы частота наводимой в якоре генератора ЭДС была равной частоте сети. Контроль за соблюдением этого условия осуществляется с помощью частотометра f, путем периодического замера частоты напряжений сети и генератора. После обеспечения равенства частот /г = /с, путем изменения тока возбуждения /„ синхронной машины напряжение на ее зажимах доводится до значения, равного напряжению сети, т. е. Ur = Uc. Проверка выполнения этого условия осуществляется с помощью вольтметра PV, включенного параллельно с частотомет-ром. Затем с помощью лампового синхроноскопа, состоящего из трех ламп накаливания, включенных между одноименными, в отношении последовательности фаз, зажимами сети и генератора, проверяется условие совпадения по фазе напряжений сети и генератора. Из схемы 15.8 видно, что лампы синхроноскопа включаются в рассечки фаз А, В и С, поэтому реагируют на разность потенциалов между одноименными зажимами сети и генератора при отключенном выключателе В\. При совпадении фаз и частоты сети и генератора лампы гореть не будут.

4. Снять характеристику холостого хода синхронного генератора ?0(^в) при токе нагрузки / = 0 и неизменной частоте вращения приводного двигателя, равной синхронной частоте вращения ротора синхронного генератора (« = 3000 об/мин = const). Возбуждение синхронного генератора производится подключением обмотки его ротора к регулируемому источнику постоянного напряжения. Для этого необходимо нажать кнопку «Вкл» позиции «Возбуждение синхронной машины», а кнопкой «Вкл» позиции «Включение статора синхронной машины» подключить к обмотке статора вольтметр и соответствующие электрические цепи синхроноскопа. Регулировка тока возбуждения синхронной машины производится регули-

3. Подключить обмотку ротора синхронной машины к регулируемому источнику постоянного напряжения. Для этого необходимо нажать кнопку «Вкл» позиции «Возбуждение синхронной машины» и по амперметру установить ток возбуждения синхронной машины равным номинальному значению /„ = /BHOM. Регулировка тока возбуждения синхронной машины производится регулировочным устройством на панели «Синхронная машина». Затем нажать кнопку «Вкл» позиции «Включение статора синхронной машины» и кнопку «Вкл» позиции «Включение к сети синхронной и асинхронной машин». После того как ротор синхронной машины начнет вращаться с синхронной частотой вращения, кнопкой «Выкл» на панели «Машины постоянного тока» отключить от источника питания вспомогательный двигатель постоянного тока.

Существенной особенностью синхронного двигателя в отличие от асинхронного является то, что вращающий момент возникает у него в том случае, когда частота вращения ротора п равна частоте вращения п0 магнитного поля якоря. Объясняется это тем, что ток в обмотке возбуждения синхронного двигателя появляется не в результате электромагнитной индукции (как в обмотке ротора асинхронного двигателя), а вследствие питания обмотки возбуждения от постороннего источника постоянного тока.

Обмотки статора обоих двигателей получают питание от сети трехфазного переменного тока. Для питания обмотки возбуждения синхронного двигателя требуется, кроме того, источник электрической энергии постоянного тока, правда, относительно небольшой мощности.

Воздействуя на ток возбуждения синхронного двигателя, можно в широких пределах изменять его коэффициент мощности. Можно, в частности, заставить синхронный двигатель работать с cosq) = l, а также с опережающим током. Последнее может быть использовано для улучшения коэффициента мощности других потребителей, питающихся от той же сети. В отличие от этого асинхронный двигатель представлет собой активно-индуктивную нагрузку и имеет всегда

Обычно режим возбуждения синхронного двигателя соответствует емкостной реактивной мощности, что позволяет компенсировать индуктивную реактивную мощность асинхронных двигателей и этим разгрузить электрическую систему от реактивного тока.

Обычно ток подводится к обмотке возбуждения синхронного двигателя через кольца и щетки. Вследствие низкой надежности щеточного контакта применяют бесщеточные возбудительные устройства, содержащие синхронный возбудительный обращенный генератор с вращающейся обмоткой переменного тока и вращающийся неуправляемый выпрямитель с разрядным резистором. Обмотка возбуждения синхронного двигателя присоединена наглухо к выпрямителю. Управление током возбуж*-дения синхронного двигателя осуществляется путем изменения

тока в обмотке возбуждения синхронного возбудителя, расположенной на его неподвижных полюсах. Конкретные схемы бесщеточных возбудителей рассмотрены в гл. 7 и 9.

Примером буровой установки с электромагнитной муфтой и тормозом может быть буровая установка БУ-2500 БрЭ. В этой установке привод буровой лебедки осуществляется синхронным двигателем типа СДЗБ-42-8 (450 кВт, 6 кВ, 750 об/мин). Вал этого двигателя сочленен с трансмиссией, от которой движение передается к ротору посредством электромагнитной муфты скольжения ЭМС-750 либо ИЭМ-800. Ток возбуждения синхронного двигателя и электромагнитной муфты скольжения регулируется автоматически с помощью раздельных регуляторов.

Напряжение возбудителя и ток возбуждения синхронного двигателя возрастают до наибольшего допустимого значения.

бой также отпадание якорей реле и контакторов. Поэтому на время пуска асинхронного двигателя необходимо увеличить ток возбуждения синхронного генератора таким образом, чтобы было скомпенсировано уменьшение его э. д. с. вследствие размагничивающего действия реакции якоря генератора. Это достигается при помощи различных схем регулирования тока возбуждения генератора

Для поддержания постоянства напряжения синхронных генераторов с электромашинными возбудителями (например, С117-4 или ГСС104-4) служат регуляторы УБК. Эти регуляторы построены по принципу управляемого фазного компаундирования и регулируют силу тока возбуждения синхронного генератора в зависимости от изменения тока статора, коэффициента мощности и отклонения напряжения статора генератора от номинального значения.

Для защиты силовой цепи и электродвигателей механизмов от короткого замыкания и стопорных режимов в две фазы обмотки статора генератора включены реле максимального тока. После срабатывания этих реле разрывается цепь питания реле защиты генератора, которое шунтирует своими размыкающими контактами обмотку возбуждения генератора. Сила тока в обмотке возбуждения синхронного генератора уменьшается, а следовательно, уменьшается до нуля его напряжение. Цепь катушки реле защиты генератора получает питание от аккумуляторной батареи, что обеспечивает стабильное напряжение на его контактах и возможность автоматических отключений генератора при срабатывании максимальных токовых реле или реле защитного отключения генератора.