Устройство СМ

1.

1
УСТРОЙСТВО СМ
n 60 f1 / p
1-контактные кольца
2-щеткодержатели
3-полюсная катушка
ротора
4-полюснынй
наконечник
5-сердечник статора
6-вентилятор
7-вал

2.

2
УСТРОЙСТВО СМ
1-статор (якорь); 2-ротор (индуктор); 3-обмотка возбуждения.

3.

3
КОНТАКТНАЯ СИСТЕМА
ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ СГ

4.

4
БЕСКОНТАКТНАЯ СИСТЕМА
ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ СГ

5.

5
ПРИНЦИП САМОВОЗБУЖДЕНИЯ СГ

6.

6
ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ СМ

7.

7
МАГНИТНЫЕ ПОЛЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ СМ
НЕЯВНОПОЛЮСНОЙ(а) И ЯВНОПОЛЮСНОЙ(б)
-π/2
π/2
1
Bfm
2
Вf
Bfm1
1
Bfm
Bfm1
Вf
-π/2
2
π/2

8.

МАГНИТНЫЕ ПОЛЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ СМ
НЕЯВНОПОЛЮСНОЙ(а) И ЯВНОПОЛЮСНОЙ(б)
8
МДС обмотки возбуждения:
Ff . I f w f / 2 p
Амплитуда основной гармоники
поля возбуждения
В fm1 k f B fm
Амплитуда реального распределения
индукции поля обмотки возбуждения
В fm
0
k k d
Для неявнополюсного ротора
k f 8 sin 900 /( 2 )
Для явнополюсного ротора
k f 4 sin i 900 /
Ff k f
Коэфф-т формы поля
обмотки возбуждения
k f B fm1 / В fm
γ=2α/τ – отношение обмотанной
части полюса ротора ко всему
полюсному делению

9.

МАГНИТНЫЕ ПОЛЯ СТАТОРА
ЯВНОПОЛЮСНОЙ СМ
ПО ПРОДОЛЬНОЙ (а) И ПОПЕРЕЧНОЙ (б) ОСЯМ
9
МДС обмотки статора
F1 0.45m1I1w1kобм1 / р
d – продольная ось
q – поперечная ось
Амплитуда основной гармоники
индукции магнитного поля статора
по продольной оси
В1d 1 B1kd
Амплитуды основной гармоники
индукции магнитного поля статора
по поперечной оси
B1q1 B1k q
kd, kq – коэфф-ты формы поля статора
по продольной и поперечной осям

10.

РЕАКЦИЯ ЯКОРЯ СГ
10
Это воздействие МДС обмотки статора (якоря)
на МДС обмотки возбуждения
Активная
нагрузка
Индуктивная
нагрузка
Емкостная
нагрузка

11.

11
РЕАКЦИЯ ЯКОРЯ СГ

12.

12 РЕАКЦИЯ ЯКОРЯ ПРИ АКТИВНОЙ НАГРУЗКЕ
ψ=0
iА Im
iВ iC 0.5 Im

13.

13
РЕАКЦИЯ ЯКОРЯ ПРИ
ИНДУКТИВНОЙ НАГРУЗКЕ
ψ=900

14.

14
РЕАКЦИЯ ЯКОРЯ ПРИ
ЕМКОСТНОЙ НАГРУЗКЕ
ψ=-900

15.

15
СМЕШАННАЯ НАГРУЗКА
АКТИВНО-ИНДУКТИВНАЯ 0<ψ <900
1
Продольная составляющая
МДС статора
F1d F1 sin 1
Поперечная составляющая
МДС статора
F1q F1 cos 1
Результирующая
МДС по продольной оси
F
d
FB0 F1d

16.

16
СМЕШАННАЯ НАГРУЗКА
АКТИВНО-ЕМКОСТНАЯ 0<ψ <-900
1
Результирующая МДС
по продольной оси
F
d
FB 0 F1d
Поперечная составляющая МДС
пропорциональна активной
составляющей тока нагрузки
F1d F1 sin 1
I1d I1 sin 1
Продольная составляющая МДС
пропорциональна реактивной
составляющей тока нагрузки
F1q F1 cos 1
I1q I1 cos 1

17.

17
УРАВНЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЙ СГ
Влияние МДС на работу явнополюсного СГ:
1.МДС обмотки возбуждения Fво создает магнитный поток возбуждения Фо,
который, сцепляясь с обмоткой статора, индуцирует в ней основную ЭДС Е0.
2.МДС реакции якоря по продольной оси F1d создает магнитный поток Ф1d,
который наводит в обмотке статора ЭДС реакции якоря Е1d,
значение которой пропорционально индуктивному сопротивлению
реакции якоря по продольной оси хаd.
3.МДС реакции якоря по поперечной оси F1q создает магнитный поток Ф1q,
наводящий в обмотке статора ЭДС Е1q, значение которой пропорционально
индуктивному сопротивлению реакции якоря по поперечной оси хаq.
4.Магнитный поток рассеяния обмотки статора Фσ1 индуцирует в обмотке
статора ЭДС рассеяния Еσ1, значение которой пропорционально
индуктивному сопротивлению рассеяния фазы обмотки статора х1
Е 1 jI1 x1
5.Ток в обмотке статора I1 создает активное падение напряжения
в активном сопротивлении фазы обмотки статора r1
U a1 I1r1

18.

18
УРАВНЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЙ
ЯВНОПОЛЮСНОГО СГ
U1 E I1r1 E0 E1d E1q Е 1 I1r1
U1 E E0 E1d E1q Е 1

19.

19
УРАВНЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЙ СГ
Влияние МДС на работу неявнополюсного СГ:
1.В неявнополюсных СГ реакция якоря характеризуется полной
МДС статора F1 без разделения ее по продольной и поперечной осям,
т.к. в эти машинах магнитные сопротивления по этим осям одинаковы.
2.ЭДС статора в явнополюсной машине Е1, равная индуктивному
падению напряжения в обмотке статора,
пропорциональна индуктивному сопротивлению реакции якоря ха:
Е1 jI1 xа
3.Поток реакции якоря Ф1 и поток рассеяния статора Фσ1 создаются
одним током I1, поэтому индуктивные сопротивления ха и х1
можно рассматривать как суммарное и индуктивное сопротивление:
хс ха x1
хс - синхронное сопротивление неявнополюсной машины.
4.ЭДС реакции якоря Е1 и ЭДС рассеяния Еσ1 следует рассматривать
как сумму
Е E E jI x ( jI x ) jI x
с
1
1
1 a
1 1
Ес - синхронная ЭДС неявнополюсного СГ
1 c

20.

20
УРАВНЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЙ
НЕЯВНОПОЛЮСНОГО СГ
U1 E I1r1 E0 Ес I1r1
U1 E E0 Ес

21.

21
ВЕКТОРНЫЕ ДИАГРАММЫ
явнополюсного СГ
при активно-индуктивной нагрузке
Откладываем вектор ЭДС Е0
и под углом ψ1 к нему – вектор тока I1
Ток I1 разложим на составляющие:
реактивную и активную
I d I1 sin 1
I q I1 cos 1
Из конца вектора Е0 откладываем
векторы ЭДС
Е1d jId xad
Е 1 jI1 x1
Е1q jI q xaq
U a1 I1r1
Соединив конец вектора Uа1 с точкой 0,
получим вектор напряжения U1

22.

22
ВЕКТОРНЫЕ ДИАГРАММЫ
явнополюсного СГ
при активно-емкостной нагрузке

23.

23
ВЕКТОРНЫЕ ДИАГРАММЫ
неявнополюсного СГ
при активно-индуктивной (а)
и активно-емкостной (б) нагрузках
а)
б)

24.

24
ВЕКТОРНЫЕ ДИАГРАММЫ
Выводы:
Основным фактором, влияющим на изменение напряжения
нагруженного генератора является продольная
составляющая магнитного потока якоря,
создающая ЭДС Е1d.
При работе СГ на активно-индуктивную нагрузку,
напряжение на выводах обмотки статора U1
с увеличением нагрузки уменьшается,
что объясняется размагничивающим влиянием
реакции якоря.
При работе СГ на активно-емкостную нагрузку
напряжение U1 с увеличением нагрузки повышается,
что объясняется подмагничивающим влиянием
реакции якоря.

25. СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!