2808185465

D. MASZYNY SYNCHRONICZNE

1. Zasada działania, budowa

Wirnik z biegunami utajonymi:    wirnik z biegunami jawnymi:

Maszyny synchroniczne buduje się jako trójfazowe. Uzwojenie twomika umieszczone jest w stojanie a uzwojenie wzbudzenia zasilane prądem stałym w wirniku. Obwód magnetyczny stojana tworzą pakiety blach. Rdzeń osadzony jest w korpusie wykonanym jako odlew lub konstrukcja spawana. W żłobkach pakietu umieszczone jest uzwojenie prądu przemiennego. Wirnik maszyny wykonuje się z litego materiału. Na wirniku umieszczone jest uzwojenie wzbudzające zasilane prądem stałym. Uzwojenie to może być umieszczone w żłobkach w maszynie z biegunami utajonymi (z wirnikiem cylindrycznym) lub na biegunach jawnych (z wirnikiem jawnobiegunowym). Maszyny z biegunami utajonymi pracują z dużymi prędkościami obrotowymi (turbogeneratory). Maszyny z biegunami jawnymi to maszyny wolnobieżne (hydrogeneratory).

Zasada działania:

Zasilenie trójfazowego uzwojenia stojana z częstotliwością fi powoduje powstanie pola wirującego

obrl

minj

60 h

p

kołowego z prędkością r\ =

. Zasilenie wirnika prądem stałym wytworzy w nim pole

stałe, które powinno mieć taką samą liczbę par biegunów jak pole stojana. Przy nieruchomym wirniku powstaje moment przemienny, którego średnia wartość jest równa zero. Moment obrotowy o średniej wartości różnej od zera może powstać tytko przy prędkości synchronicznej - moment synchroniczny. Wirnik po uzyskaniu prędkości synchronicznej podąża za polem magnetycznym stojana utrzymując się w stanie synchronizmu wskutek działań dynamicznych występujących pomiędzy polem stojana i wirnika. Maszynę nazywamy synchroniczną ponieważ jej praca możliwa jest tylko przy prędkości synchronicznej. Jeżeli pracuje przy zmianach obciążenia to zmienia się kąt zawarty pomiędzy osiami pól. Zmiany obciążenia nie powodują zmiany prędkości obrotowej z wyjątkiem sytuacji kiedy maszyna zostałaby obciążona momentem większym niż maksymalny moment elektromagnetyczny jaki występuje przy kącie 90° - maszyna wypada wówczas z synchronizmu i zatrzymuje się po pewnym czasie. Maszyna synchroniczna może pracować jako prądnica. Należy wówczas wirnik napędzać mechanicznie. Wytworzone pole wirnika wiruje względem stojana indukując w jego uzwojeniu napięcie. Wówczas pole wirnika pociąga za sobą pola stojana wirujące z prędkością synchroniczną.

1