6355786438

M. Ronkowski, G. Kostro, M. Michna: Maszyny synchroniczne

Zasadą pracy ustalonej maszyny synchronicznej jest ruch synchroniczny pola twomika &„ i pola wzbudnika ©f - ruch synchroniczny obu pól oznacza, że pola są nieruchome względem siebie. Wzajemne położenie pól (wektorów pól) zależy od charakteru pracy MS (prądnica lub silnik) oraz od charakteru obciążenia (czynne, czynno-indukcyjne, czynno-pojemnościowe).

Ruch synchroniczny jest warunkiem generacji użytecznej mocv elektrycznej - użytecznego momentu elektromagnetycznego.

Prędkość obrotowa wirnika określa częstotliwość napięcia na zaciskach twomika: pO_rm

60

(1.1)

(1.2)

gdzie:

fi_m - prędkość kątowa mechaniczna wirnika (prędkość synchroniczna) [rad/s]; n_s - prędkość obrotowa mechaniczna wirnika (prędkość synchroniczna) [obr/min]; p - liczba par biegunów.

Zależność na SEM indukowaną w uzwojeniu twomika MS jest analogiczna do zależności na SEM dla transformatora (z pominięciem współczynnika k_ua):

E₀ = 4,44 O _f/_e z_a k_ua    (1.3)

gdzie:

z_a - liczba zwojów na fazę uzwojenia twomika; k„„ - współczynnik uzwojenia twomika.

Uwaga:

SEM rotacji E₀ jest wielkością elektromechaniczną - jest efektem obrotowego mchu mechanicznego (prędkość fi-,,,) pola wzbudnika 0/ (wzbudzanego prądem Ij).

_/,. - częstotliwość SEM E₀ określa rów. (1.1) lub (1.2)._

Statyczne stany pracy MS o wirniku cylindrycznym (turbogeneratora) można opisać za pomocą modelu obwodowego przedstawionego na rys. 1.4. SEM rotacji Eg reprezentuje sterowane źródła napięcia

oznaczone symbolem    natomiast napięcie f/„jest napięciem fazowym na zaciskach maszyny w stanie

obciążenia (prąd twomika I„ 0). Straty w uzwojeniu twomika i zjawisko oddziaływania twomika odwzorowują odpowiednio rezystancja R„ oraz reaktancja synchroniczna-^. Ze względu na relację R_a«X_s pomija się rezystancję R„ w modelu obwodowym MS.

Rys. 1.4. Podstawowy model obwodowy (schemat zastępczy) maszyny synchronicznej o wirniku cylindrycznym (turbogeneratora) - strzalkowanie napięć prądów dla pracy prądnicowej