MASZYNY SYNCHRONICZNE

1. Budowa maszyn synchronicznych

Dwie odmiany budowy

1. bieguny utajnione ( z wirnikiem cylindrycznym )

maszyny z biegunami utajnionymi są to maszyny wysoko obrotowe najczęściej jako generatory napędzane turbinami parowymi. Ich prędkość wynosi 3000 obr/min rzadziej 1500. Wszystkie turbogeneratory pracują z wałem umieszczonym poziomo. Z uwagi na duże prędkości obrotowe i związane z tym duże siły odśrodkowe, średnice wałów są niewielkie i nie przekraczają 1,3 m. W celu uzyskania dużej mocy długość wirnika jest znaczeni większa od średnicyi dochodzi do 13 m.

2. z biegunami jawnymi ( z wirnikiem jednobiegunowym )

Obwód magnetyczny stojana jest blachowany z blach o grubości 0,35 do 0,5 mm. W żłobkach pakietu stojana umieszczane jest uzwojenie jednofazowe lub trójfazowe. Stojan = maszyny indukcyjnej ( taki sam ).

Wirnik maszyny synchronicznej nie jest przemagnesowany. Wykonuje się go więc z materiału litego. Uzwojenia mogą być umieszczone w żłobkach lub na biegunach jawnych wtedy jest to uzwojenie skupione w szczelinie magnetycznej indukcyjnej i wynosi 5-50mm

2. Moment elektromagnetyczny ( w szczelinie powietrznej ) M. Prądnicy wyraża wzór:

U_f- napięcie fazowe na zaciskach prądnicy

E_m.- siła elektromotoryczna

X_s- oporność synchroniczna prądnicy

3.Wykresy wskazowe

uzupelnij rysunek od tomysa

4. Aby maszyna synchroniczna mogła być załączona do sieci musi być osiągnięty stan , w którym na wyłączniku łączącym maszynę z siecią suma chwilowych wartości napięć odpowiednich faz po obu stronach otwartego wyłącznika jest równa zero. Spełnienie tej zależności gwarantują nam warunki:

1. równość wartości skutecznych napięć prądnicy i sieci- uzyskiwana przez regulację prądu wzbudzenia maszyny i sprawdzana za pomocą woltomierzy po obu stronach wyłącznika

2. równość częstotliwości tych napięć - uzyskiwana przez zmianę prędkości silnika napędowego i sprawdzana za pomocą częstościomierzy po obu stronach wyłącznika

3. zerowa wartość kąta przesunięcia fazowego napięć tej samej fazy: prądnicy i sieci

4. zgodna kolejność wirowania faz maszyny i sieci

7. Rozruch maszyny synchronicznej

Aby możliwy był rozruch asynchroniczny. silnik synchroniczny powinien posiadać klatkę rozruchową lub lite nabiegunniki spełniające rolę klatki. W pierwszej chwili rozruchu uzwojenie wzbudzenia nie jest zasilane i powinno być zwarte przez rezystancję równą ok. 10R_w aby indukowane SEM nie zniszczyło izolacji uzwojenia a moment wywołany prądem wirnika nie osłabiał momentu synchronicznego.

8.

X_s=X_t+X_r

Gdzie: X_t-reaktancja oddziaływania wirnika

X_t-reaktancje rozproszenia wirnika

R>> X_s

9.BRAK

10. Charakterystyki zewnętrzne

Prądnicy synchronicznej

1. przy obciążeniu indukcyjnym

2. przy obciążeniu czynnym

3. przy obciążeniu pojemnościowym

Charakterystyką zewnętrzną prądnicy synchronicznej nazywa się zależność napięcia na jej zaciskach od prądu twornika przy stałej wartości prędkości obrotowej prądu wzbudzenia i współczynnika mocy.

U=f(I) U=const I_f=const. cosϕ= const.

11.

• pracujący jako kompensator ( między pracą generatorową a silnikową)

• silniki reluktancyjne - jawnobiegunowe bez uzwojeń wzbudzających, tylko uzwojenie twornika, rozwijają one moment reluktancyjny:

moment powstaje w wyniku działania sił na elementy ferromagnetyczne umieszczone w polu magnetycznym wytwarzanym przezz twornik

• impulsowe- wyk. także moment reluktancyjny, zarówno w stojaniew stojanie jak i w wirniku bieguny są w żłobkach a ich szerokości są jednakowe. W stojanie umieszczone uzwojenie zas. prądem impulsowym. 1 impuls - obrót wirnika o 1 podz. żłobkową n nie zależy od liczby żłobków n=60f/z_z . Rozruch - klatka rozruchowa w wirniku i uzwojenie zwarte w stojanie.

• Reduktorowy-w stojanie i wirniku różna liczba zwojów. Stojan wytwarza pole wirujące, wirnik nie obraca się synchronicznie z polem stojana. Jeśli pole stojana przesuwa się odpowiednio ząb (?) wirnika też się ustawia zgodnie z polem. Jeżeli z₂-z₁=3 to obrót pola spowodowałby obrót wirnika o 3 żłobki.

• Magnetoelektryczne - nie mają uzwojenia wzbudzenia, strumień wzbudzenia wytwarzany przezz magnesy trwałe ułożone promieniowo lub osiowo

• skokowe (krokowe)

---