Принцип действия синхронного генератора

Рассмотрим упрощенную модельь синхронного генератора (рис. 6.1). Неподвижная часть машины, называемая статором, представляет собой полый шихтованный цилиндр 1 (сердечник статора) с двумя продольными пазами на внутренней поверхности. В этих пазах расположены стороны витка 2, являющегося обмоткой статора. Во внутренней полости сердечника статора расположена вращающая­ся часть машины, называемая ротор, представляющий собой постоянный маг­нит 4 с полюсами N и S, закрепленный на валу 3.

Рис. 6.1. Упрощенная модель синхронно­го генератора

 

Вал ротора посред­ством ременной передачи механически связан с приводным двига­телем (на рисунке не показан). В реальном автомобильном синхронном генераторе в качестве приводного двигателя используется двига­тель внутреннего сгорания. Под действием вращаю­щего момента приводного двигателя ротор генератора вращается с частотой n против часовой стрелки. При этом в обмотке статора в соответствии с явлением электромагнитной индукции наводится ЭДС, направление которой показано на рисунке стрелками. Так как обмотка статора замкнута на нагрузку Zнг, то в цепи этой обмотки появится ток i.

В процессе вращения ротора магнитное поле постоянного маг­нита также вращается с частотой n, а поэтому каждый из провод­ников обмотки статора попеременно оказывается то в зоне север­ного N магнитного полюса, то в зоне южного S магнитного по­люса. При этом каждая смена полюсов сопровождается изменени­ем направления ЭДС в обмотке статора. Таким образом, в обмотке статора синхронного генератора наводится переменная ЭДС, а ток i в этой обмотке и в нагрузке Zнг также переменный.

Мгновенное значение ЭДС обмотки статора в рассматриваемом синхронном генераторе

е = 2Blv = 2BlπDn/60,

где В - магнитная индукция в воздушном зазоре между сердечни­ком статора и полюсами ротора, Тл; l - активная длина одной пазо­вой стороны обмотки статора, м; v = πDn/60 - скорость движе­ния полюсов ротора относительно статора, м/с; D - внутренний диаметр сердечника статора, м, n – частота вращения ротора, м/мин.

Из формулы видно, что при неизменной частоте вращения ротора форма ЭДС обмотки статора определяется исключительно законом распределения магнитной индукции В в зазоре. Если бы график магнитной индукции в зазоре представ­лял собой синусоиду В = Bmaxsinα, то ЭДС генератора была бы синусоидальной.

Частота ЭДС синхронного генератора f (Гц) прямо пропорцио­нальна частоте вращения ротора n (об/мин), которую принято на­зывать синхронной частотой вращения:

f = pn/60,

где p - число пар полюсов; в рассматриваемом генераторе два по­люса, т.е. р = 1.

Для получения промышленной частоты ЭДС (50 Гц) ротор та­кого генератора необходимо вращать с частотой n = 3000 об/мин, тогда

f = 1 · 3000/60 = 50 Гц.

В настоящее время получение, передача и распределение электроэнергии в боль­шинстве случаев производится посредством трехфазной системы. Трехфазная система состоит из трех источников электроэнергии и трех цепей нагрузки, соединенных общими проводами линии передачи.

При такой симмет­рии устройства генератора максимальные значения этих э. д. с. одинаковы. Конструкция генератора должна обеспечивать их синусоидальность. Уравнения мгновенных значений э. д. с. будут:

Ec1-c3 = Emsin ωt;

Ec1-c2 = Emsin (ωt - 2π/3);

Ec2-c3 = Emsin (ωt - 4π/3).

 








Дата добавления: 2015-08-14; просмотров: 1567;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.005 сек.