. Синхронные машины (устройство, принцип действия, особенности работы. Пуск, регулирование скорости вращения, КПД, основные расчётные уравнения синхронных машин.)
Заказать уникальный реферат- 15 15 страниц
- 5 + 5 источников
- Добавлена 09.07.2021
- Содержание
- Часть работы
- Список литературы
- Вопросы/Ответы
Введение 3
1 Принцип образования вращающегося магнитного поля 4
2 Конструктивное выполнение современных синхронных двигателей 6
3 Системы охлаждения генераторов 8
4 Возбуждение синхронных генераторов 9
5 Математическая модель синхронного двигателя 11
Заключение 14
Список использованных источников 15
В работе [4] описываются допущения, среди которых возможность отсутствия учета электромагнитных переходных процессов в статорной цепи. Кроме того, предлагается не учитывать активное сопротивление обмотки статора по причине того, что его величина намного меньше индуктивного сопротивления. Подобные допущения позволят уменьшить порядок передаточных функций (2) и (3) до третьего. Рассмотрим случай, при котором СД имеет вентиляторную характеристику нагрузки в статических режима. Структурная схема СД с учетом нагрузочной характеристики будет иметь вид, представленный на рисунке 5.2. Рисунок 5.2 – Структурная схема СДНа рисунке 5.2 введены следующие обозначения: U – управляющее воздействие, Ed – э.д.с. обмотки статора, θ – внутренний угол, Q – реактивная мощность, V – напряжение в узле.По паспортным данным СД и характеристике нагрузки определяются параметры передаточных функций. Исходя из структурной схемы можно составить систему уравнений, описывающих состояния синхронного электропривода (4):(4)Согласно [4] корреляционная функция отклонения напряжения в узле нагрузки может быть описана выражением (5): (5)В таком случае уравнение формирующего фильтра для возмущающего воздействия может быть описано уравнениями (6):(6) где ξ – «белый шум».Для нахождения выражений, описывающих стохастическое состояние электропривода, необходимо объединить систему (4) и выражение (6). Тогда получим: (7) (8)где Х0 = [XXФ]T – расширенный вектор переменных состояния, – расширенные матрицы соответствующих размерностей. ЗаключениеВ результате выполнения реферата был проведён анализ синхронного двигателя, используемого в качестве генератора.Рассмотрены основные физические законы, которые являются основой для получения переменного магнитного поля, что способствует образованию агрегата, получившего название асинхронного двигателя. Отметим, что впервые эти свойства обнаружил наш соотечественник Доливо-Добровольский, впоследствии работавший в немецких фирмах и разработавший патент на асинхронный двигатель, заложивший основу для будущего синхронного двигателя. Представлена разработанная математическая модель СД, учитывающая характер нагрузки и выведены формулы, описывающие статистической устойчивости системы электропривода. Список использованных источниковКлючев, В.И. Теория электропривода учебник для вузов / В.И. Ключев. – 2-е изд. перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1998. – 704 с.Бесекерский В.А. Теория систем автоматического управления / В.А. Бесекерский, Е.П. Попов. – Санкт-Петербург: Профессия, 2003. – 752 с.Черных И.В. «Моделирование электротехнических устройств в Matlab, SimPowerSystems и Simulink». – М.:ДМК Пресс, 2008. – 288с.Шевченко А. Ф. Статическая устойчивость синхронных машин с постоянными магнитами //Электричество. № 8.2007. Коршунов А. И. Упрощенная математическая модель синхронного двигателя с возбуждением постоянными магнитами // Силовая электроника. № 2.2008.
1. Ключев, В.И. Теория электропривода учебник для вузов / В.И. Ключев. – 2-е изд. перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1998. – 704 с.
2. Бесекерский В.А. Теория систем автоматического управления / В.А. Бесекерский, Е.П. Попов. – Санкт-Петербург: Профессия, 2003. – 752 с.
3. Черных И.В. «Моделирование электротехнических устройств в Matlab, Sim Power Systems и Simulink». – М.:ДМК Пресс, 2008. – 288с.
4. Шевченко А. Ф. Статическая устойчивость синхронных машин с постоянными магнитами //Электричество. № 8.2007.
5. Коршунов А. И. Упрощенная математическая модель синхронного двигателя с возбуждением постоянными магнитами // Силовая электроника. № 2. 2008.
Вопрос-ответ:
Как работает синхронная машина?
Синхронная машина работает на принципе синхронной генерации или синхронного мотора. Она состоит из статора и ротора, при этом статор образует постоянное магнитное поле, а ротор – вращающееся магнитное поле. Когда на ротор подводится электрическое напряжение, создается вращающееся магнитное поле, которое синхронно вращается с ротором. В результате этого, между статором и ротором происходит электромагнитная индукция, что позволяет машине работать как генератор, превращая механическую энергию в электрическую, или как мотор, превращая электрическую энергию в механическую.
Как осуществляется пуск синхронной машины?
Пуск синхронной машины может осуществляться двумя способами: с помощью вспомогательной обмотки или с помощью частотного преобразователя. При использовании вспомогательной обмотки, на ротор подаются постоянное напряжение или постоянный ток, создающие вращающееся магнитное поле. Это позволяет машине получить начальное вращение. При использовании частотного преобразователя, на ротор подаются переменное напряжение или переменный ток с изменяемой частотой, что также создает вращающееся магнитное поле и обеспечивает пуск машины.
Как регулируется скорость вращения синхронной машины?
Скорость вращения синхронной машины может быть регулирована с помощью частотного преобразователя или путем изменения величины электрического напряжения, подводимого на ротор машины. Частотный преобразователь позволяет изменять частоту переменного напряжения, что влияет на скорость вращения. Изменение величины напряжения на роторе также меняет скорость вращения синхронной машины.
Какие основные расчетные уравнения синхронных машин?
Основные расчетные уравнения синхронных машин включают уравнения, описывающие электрическую и механическую части машины. Для электрической части машины используются уравнения, описывающие электромагнитную индукцию, электромагнитные силы и потоки. Для механической части машины используются уравнения, описывающие момент сопротивления, момент инерции и скорость вращения.
Каково устройство синхронных машин?
Синхронные машины состоят из статора и ротора, которые имеют обмотки и являются магнитопроводами. Статор оборудован тремя обмотками, которые располагаются симметрично и составляют между собой угол в 120 градусов. Ротор также оборудован обмоткой, которая создает магнитное поле.
Каков принцип действия синхронных машин?
Принцип действия синхронных машин основан на вращении магнитного поля, создаваемого обмотками ротора, вокруг обмоток статора. В результате вращения магнитного поля возникает электродвижущая сила в обмотках статора, благодаря которой машина работает в качестве генератора или приводит в движение механизмы в качестве двигателя.
Как осуществляется пуск синхронных машин?
Пуск синхронных машин осуществляется путем подачи на обмотки ротора постоянного или переменного тока. Постоянный ток позволяет синхронной машине запуститься на номинальную скорость и работать в стабильном режиме. Переменный ток позволяет регулировать скорость вращения машины, но требует дополнительной системы регулирования.
Как осуществляется регулирование скорости вращения синхронных машин?
Регулирование скорости вращения синхронных машин осуществляется путем изменения частоты подаваемого на обмотки ротора переменного тока. При увеличении частоты токов возрастает скорость вращения, а при уменьшении частоты - снижается. Для регулирования скорости также может использоваться изменение величины и направления тока, подаваемого на обмотки ротора.
Что такое КПД синхронных машин?
КПД (коэффициент полезного действия) синхронных машин означает отношение полезной мощности, выдаваемой машиной, к полной потребляемой мощности. Чем выше КПД, тем более эффективно машина преобразует энергию. КПД синхронных машин может достигать значений до 97-98%.
Какой принцип образования вращающегося магнитного поля в синхронных машинах?
Принцип образования вращающегося магнитного поля в синхронных машинах основан на создании полюсов разной полярности на роторе и индукции этих полюсов переменным магнитным полем статора.
Какие особенности есть у работы синхронных машин?
Особенности работы синхронных машин включают в себя синхронизацию сетевой частоты, потери в магнитном поле при нагрузке, необходимость возбуждения обмоток ротора и возможность пуска только при синхронной скорости вращения.