[ads-pc-1]

Общие сведения и методические указания об синхронных машинах

Общие сведения. Синхронными называются электрические машины переменного тока, у которых частота вращения ротора находится в строго постоянном соотношении с частотой электрической сети, к которой они подключены (слово “синхронный” понимается как “одновременный”).

Синхронные машины, как и все электрические машины, могут работать в режиме генератора и режиме двигателя, т. е. они обратимы.

В настоящее время большинство электрических станций оснащено трехфазными синхронными генераторами, которые являются основными источниками электроэнергии. Синхронные генераторы приводятся во вращение паровыми или гидравлическими турбинами, а в некоторых случаях – двигателями внутреннего сгорания. Мощность современных синхронных генераторов достигает 1500 MB-А; проектируются энергоблоки и большей мощности. Мощные синхронные генераторы в большинстве случаев работают совместно (параллельно) друг с другом, и вырабатываемая ими энергия поступает в общую электрическую сеть. Кроме того, синхронные генераторы служат источниками автономного питания на транспорте, в летательных аппаратах и на передвижных электростанциях.

Синхронные двигатели применяются там, где требуется постоянная частота вращения. Мощные синхронные двигатели устанавливаются на металлургических заводах, шахтах, холодильниках, на компрессорных и нефтеперекачивающих станциях магистральных трубопроводов, где они приводят во вращение прокатные станы, насосы, вентиляторы, компрессоры и т. п. Специальные синхронные двигатели малой мощности (микродвигатели) широко используются в системах управления и приборных системах: электрочасах, автоматических самопишущих приборах, устройствах программирования, системах звуко- и видеозаписи и др.

Весьма ценным качеством синхронных двигателей является их способность работать при токе, опережающем по фазе питающее напряжение. Это свойство используется для увеличения коэффициента мощности (cosφ) в сети.

Специальные синхронные двигатели, предназначенные для увеличения коэффициента мощности, называются синхронными компенсаторами. Они устанавливаются на крупных промышленных предприятиях и подстанциях.

Методические указания. Особенностью устройства синхронной машины является то, что статор ее подобен статору асинхронной машины, а ротор имеет специальную обмотку возбуждения, питаемую от источника постоянного тока и создающую магнитное поле ротора. Как и в асинхронной машине, токи, протекающие по трехфазным обмоткам статора, образуют вращающееся магнитное поле. Поэтому целесообразно перед изучением материала этой главы повторить материал по вращающемуся магнитному полю (см. гл. 3).

Принцип действия синхронного генератора и синхронного двигателя рекомендуется изучать, обращая внимание на функциональные различия в работе отдельных элементов машины в различных режимах. Важно понять основные отличия синхронных машин от асинхронных: постоянство частоты вращения, необходимость в источнике постоянного магнитного потока, влияние реакции якоря на работу машины, возможность регулирования активной и реактивной мощностей, параллельной работы, а также возможность синхронной работы и последствия ее нарушения.

При объяснении большинства явлений и характеристик рекомендуется пользоваться векторными диаграммами в сочетании с эскизом конструкции машины, что облегчает понимание многих особенностей синхронных машин.


[ads-pc-2]