ДИСЦИПЛИНА ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ НАПРАВЛЕНИЕ ООП 140400 ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКА И

ДИСЦИПЛИНА «ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ» НАПРАВЛЕНИЕ ООП 140400 «ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКА И ЭЛЕКТРОТЕХНИКА» СТЕПЕНЬ – БАКАЛАВР БАЗОВЫЙ УЧЕБНЫЙ ПЛАН ПРИЕМА 2010 г. КУРС – 2 СЕМЕСТР – 4 КОЛИЧЕСТВО КРЕДИТОВ – 5 ВИДЫ УЧЕБНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ВРЕМЕННОЙ РЕСУРС: Лекции – 27 час. Лабораторные занятия– 27 час. Практические занятия – 18 час. АУДИТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ – 72 час. САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА – 63 час. ИТОГО – 135 час. Лектор: Усачёва Татьяна Владимировна, к. т. н. , доцент кафедры ЭКМ ЭНИН НИ ТПУ ЛЕКЦИЯ № 11 – СИНХРОННЫЕ МАШИНЫ (Синхронные двигатели. Потери мощности в синхронных машинах и их КПД. )

СИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ 1 -контактные кольца 2 -щеткодержатели 3 -полюсная катушка ротора 4 -полюснынй наконечник 5 -сердечник статора 6 -вентилятор 7 -вал

СИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ПРЕИМУЩЕСТВА: 1. СД могут работать с cosφ=1 не потребляя при этом реактивной мощности из сети 2. Момент СД пропорционален напряжению М≡U (у АД М≡U 2) 3. КПД СД выше, чем у АД за счет меньших потерь 4. Частота вращения остается независимой от нагрузки

СИНХРОННЫЙ ГЕНЕРАТОР

СИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

СИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ Характер магнитного поля в воздушном зазоре в режиме генератора в режиме двигателя

СПОСОБЫ ПУСКА СД 1. Асинхронный пуск; 2. Пуск с помощью постороннего двигателя. При пуске с помощью постороннего двигателя ротор возбужденного СД проводят во вращение до частоты близкой к синхронной и с помощью синхронизирующего устройства подключают к трехфазной сети. Затем вспомогательный двигатель отключают.

УСПОКОИТЕЛЬНАЯ ОБМОТКА - ДЕМПФЕРНАЯ

АСИНХРОННЫЙ ПУСК СД

ХАРАКТЕРИСТИКИ СИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

СИНХРОННЫЙ КОМПЕНСАТОР СК – синхронный компенсатор G – синхронный генератор Т 1, Т 2 – трансформатор понижающий и повышающий ЛЭП – линии электропередач Z – потребитель

СИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ Рс =Рс/ cos φс > cos φZ Ic

ПОТЕРИ И КПД СИНХРОННЫХ МАШИН Основные потери в СМ слагаются из: - электрических потерь в обмотке статора, - потерь на возбуждение, - магнитных потерь - механических потерь Добавочные потери в СМ разделяют на: - пульсационные потери в полюсных наконечниках, - потери при нагрузке

ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ДИАГРАММА СМ в режиме генератора в режиме двигателя

ПОТЕРИ И КПД СИНХРОННЫХ МАШИН Основные потери Электрические потери в обмотке статора (Вт): Где r 1 – активное сопротивление одной фазы обмотки статора при расчетной тем-ре, ОМ. Потери на возбуждение: А) при возбуждении от отдельного возбудительного устройства: где rв – активное сопротивление обмотки возбуждения при расчетной тем-ре, Ом; ΔUщ=2 В – падение напряжения в контакте щеток; Б) при возбуждении от генератора постоянного тока (возбудителя), сочлененного с валом СМ: Где ηв=0, 80 -0, 85 – КПД возбудителя.

ПОТЕРИ И КПД СИНХРОННЫХ МАШИН Магнитные потери СМ Магнитные потери состоят из потерь от гистерезиса Рг и вихревых токов Рвт: Механические потери (Вт), равные сумме потерь на трение в подшипниках и потерь на вентиляцию (при самовентиляции машин) – Рмех.

ПОТЕРИ И КПД СИНХРОННЫХ МАШИН Добавочные пульсационные потери Пр (Вт) в полюсных наконечниках ротора обусловлены пульсацией магнитной индукции в зазоре из-за зубчатости внутренней поверхности статора. Добавочные потери при нагрузке Рдоб в СМ определяют в % от подводимой мощности. Для СМ мощностью до 1000 Вт добавочные потери при нагрузке принимают равными 0, 5%, а для машин большей мощности от 0, 25 до 0, 4%.

ПОТЕРИ И КПД СИНХРОННЫХ МАШИН Суммарные потери (к. Вт): КПД для синхронных генераторов: Где КПД для синхронных двигателей:

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!