Конструкции синхронных генераторов

Существует 2 конструктивных типа синхронных машин -машины с явно выраженными полюсами возбуждения (явнополюсные машины) (рис1)-неявнополюсные машины (рис 2)Эти машины в основном отличаются конструкцией ротора. В зависимости от типа приводного или первичного двигателя СГ делят на -турбогенераторы -гидрогенераторы -дизельгенераторы Утурбогенераторовпервичным двигателем является паровая или газовая турбина. Используется на тепловых электростанциях. Для гидрогенератора первичным двигателем является гидравлическая турбина. Они используются на гидроэлектростанциях. У дизельгенератора первичным двигателем является обычно дизельный двигатель внутреннего сгорания. Конструктивное исполнение генератора зависит от частоты вращений. При частоте до 100об/мин используется явнополюсная конструкция, а при частоте 1500 и 3000 об/мин, ротор выполняют неявнополюсным. Турбогенераторы работают с частотой вращения 1500 или 3000 об/мин, поэтому выполняется неявнополюсным. Имеет гор-ерасп-е вала Скорость гидрогенератора от 50 до 750 об/мин. Это обусловлено скоростью течения воды. Ротор гидрогенератора выполняют явнополюсным с большим количеством полюсов. Число полюсов может доходить до 120 и больше, т.к. число полюсов велико, ротор имеет большой диаметр (до 12м). Имеет вертикальный вал

3.Системы возбуждения синхронных машинВ зависимости от источников энергии, используемых для питания постоянным током обмотки ротора, системы возбуждения подразделяют на группы-электромашинное возбуждение с возбудителем постоянного тока-электромашинное возбуждение от генератора переменного тока с преобразованием его в постоянный ток-самовозбуждение путем преобразования части электрической энергии переменного тока турбогенератора в энергию постоянного тока.Электромашинное возбуждение с возбудителем постоянного тока. Генератор постоянного тока в качестве основного источника энергии возбуждения широко применялся для турбогенераторов мощностью до 120МВт. Соединен возбудитель муфтой непосредственно с валом турбогенератора, поэтому данная система возбуждения является независимой от напряжения на выводах генератора. Достоинствами системы являются относительная простота, малая стоимость и высокая надежность. К существенным недостаткам электромашинной системы возбуждения с возбудителем постоянного тока относятся большие постоянные времени (0,3-0,6с), низкий потолок возбуждения (не более 2U_в.н.) и, соответственно, небольшие скорости подъема возбуждения. Из-за этих недостатков рассматриваемая система возбуждения применяется в настоящее время только для турбогенераторов мощностью до 60МВтЭлектромашинная система возбуждения с высокочастотным генератором переменного тока. Система возбуждения от вспомогательного генератора переменного тока частотой 500Гц с последующим преобразованием его в постоянный ток статическими выпрямителями позволяет осуществить высокий потолок возбуждения и может быть выполнена для турбогенераторов большой мощности. На статоре генератора расположены 3-х фазная переменного тока, две независимые и одна последовательная обмотки возбуждения постоянного тока. Ротор обмоток не имеет и представляет собой десятизубцовый сердечник, набранный из листов электротехнической стали.Возбудители тиристорные для синхронных машин. Тиристорные возбудители серии ВТ предназначены для возбуждения гидро- и турбогенераторов малой мощности, синхронных двигателей и компенсаторов.

4.Магнитное поле синхронных генераторов при холостом ходеВ режиме х.х. ток в якоре СГ равен нулю и магнитное поле образуется только током обмотки возбуждения. ГОСТ предъявляет в СГ требования синусоидальности ЭДС. При нормальном возбуждении отклонения мгновенных значений ЭДС от синусоиды не должны превышать 5%. Т.к. ЭЛС зависит от магнитной индукции в зазоре машины, при проектировании СГ стремятся максимально приблизить к синусоиде магнитной индукции в зазоре. Магнитная индукция зависит от напряжения магнитного поля β=μ_o*HНапряженность можно определить по закону полного тока ФHdl=∑I=FФормулу закона полного тока можно переписать в следующем виде F=H*l_воздгде l_возд- длина магнитной линии в воздушном зазореФорма магнитного поля различна в явнополюсных и неявнополюсных машинах. В явнополюсных машинах обмотка возбуждения сосредоточенная и крива МДС имеет прямоугольную форму. В каждой точке зазора на протяжении полюсного деления МДС F=I*w. Кривая магнитной индукции отличается от кривой МДС, т.к. явнополюсная машина имеет неравномерный зазор и длина магнитной линии имеет разное значение в различных точках зазора. В неявнополюсных машинах обмотка возбуждения распределяется и кривая МДС имеет ступенчатую форму. Магнитный зазор в неявнополюсной машине практически расномерный, поэтому кривая магнитной индукции повторяет форму кривой МДС, но имеет сглаженные углы за счет удлинения магнитных линий в области пазов