Layunin at pag-aayos ng mga kasabay na makina

Synchronous machine - isang alternating current machine kung saan ang bilis ng rotor sa isang pare-pareho ang dalas ng kasalukuyang sa stator windings ay nananatiling pare-pareho at hindi nakasalalay sa magnitude ng load sa baras ng makina.

Mga kasabay na makina Pangunahing ginagamit ang mga ito upang i-convert ang mekanikal na enerhiya ng mga prime mover sa elektrikal na enerhiya, iyon ay, bilang mga generator ng alternating current electrical energy. Gayunpaman, ginagamit din ang mga kasabay na makina sa mga mode ng motor, reactive power compensator at iba pang mga device.

Sa mga pang-industriya na pag-install, ang mga three-phase synchronous na makina ay pinaka-malawak na ginagamit. Ang mga single-phase na kasabay na motor ay ginagamit sa mga de-koryenteng drive ng mga compressor, makapangyarihang mga tagahanga, mga low-power na motor sa iba't ibang mga awtomatikong aparato, atbp.

Kasabay na aparato ng makina

Ang isang three-phase synchronous machine ay binubuo ng isang nakatigil na stator at isang implicit o convex pole rotor na umiikot sa loob nito, sa pagitan ng mga ito ay may isang air gap, ang radial na laki nito ay tinutukoy ng nominal na kapangyarihan ng makina, ang bilis nito at nag-iiba mula sa fractions sa ilang sampu ng millimeters.

Ang stator ng naturang makina ay halos hindi naiiba sa disenyo mula sa stator ng isang induction machine, mayroon itong three-phase winding, ang simula ng mga phase na kung saan ay itinalagang C1, C2, C3 at ang mga dulo - C4, C5, C6 at dinadala sa mga terminal na may katulad na mga pagtatalaga, na nagbibigay-daan sa iyo upang ikonekta ang mga phase ng stator winding na may delta o bituin.

Ang mga phase ng stator winding ng isang three-phase synchronous generator ay pangunahing konektado sa isang bituin, dahil pinapayagan nito ang isang three-phase four-wire network na magkaroon ng line at phase voltages na naiiba sa isa't isa ng √3 beses (Fig. 1 ).

kanin. 1. Scheme para sa pagkonekta ng isang three-phase four-phase network sa mga terminal ng stator winding ng isang three-phase synchronous generator kapag ang mga phase ay star-connected.

Ang rotor ng isang kasabay na makina ay isang direktang kasalukuyang electromagnetic system na may paikot-ikot na may parehong bilang ng mga pole bilang isang three-phase stator winding. Ang magnetic lines of force ay sarado sa pagitan ng kani-kanilang north at south pole ng rotor sa pamamagitan ng air gap at ng supply line ng stator (Fig. 2, a, b).

Ang rotor winding o field winding ay pinapakain ng isang rectifier o isang maliit na DC generator—isang exciter na ang output ay 0.5 hanggang 10% ng rated na output ng isang kasabay na makina. Ang exciter ay maaaring matatagpuan sa parehong baras na may isang kasabay na makina, na hinimok mula sa baras nito sa pamamagitan ng isang nababaluktot na paghahatid, o hinihimok ng isang hiwalay na motor.

Ang implicit pole rotor ng isang synchronous machine ay isang solid o composite na silindro na gawa sa carbon o alloy na bakal na may mga grooves na giniling sa ibabaw nito sa isang axial na direksyon. Ang mga slot na ito ay naglalaman ng coil na gawa sa insulated copper o aluminum wire.Ang simula ng I1 at ang dulo ng I2 ng winding na ito ay konektado sa dalawang slip rings na naka-mount sa isang insulator sleeve na matatagpuan sa machine shaft at umiikot gamit ang rotor.

Ang mga nakapirming brush ay pinindot laban sa mga singsing, mula sa kung saan ang mga wire ay humantong sa mga clamp na may markang I1 at I2 para sa koneksyon sa isang pinagmumulan ng patuloy na elektrikal na enerhiya. Ang malalaki at walang-slotted na rotor cylinder na mga ngipin ay bumubuo sa mga rotor pole.

Ang implicit pole rotor ay karaniwang may dalawa o apat na pole ng alternating polarity, ginagamit ito sa high speed synchronous machine, lalo na sa turbine generators - three phase synchronous generators na direktang konektado sa steam turbines na dinisenyo para sa bilis na 3000 o 1500 revolutions kada minuto sa AC frequency 50 Hz...

kanin. 2. Ang aparato ng isang three-phase synchronous machine na may rotor: a - hidden pole, b - prominenteng poste, 1 - frame, 2 - stator magnetic circuit, 3 - stator wires, 4 - air gap, 5 - rotor pole, 6 — tip ng poste, 7 — diretso sa rotor, 8 — paikot-ikot ng excitation coil, 9 — short circuit, 10 — slip rings, 11 — brushes, 12 — shaft.

Ang open-pole rotor ng isang kasabay na makina na may apat o higit pang mga poste ay may solid o may linyang pamatok ng mga sheet ng bakal, kung saan nakakabit ang mga poste ng bakal na may katulad na konstruksiyon, na may isang hugis-parihaba na cross-section, na nagtatapos sa mga spike (Fig. 2, b ). Ang mga coils na konektado sa isa't isa ay matatagpuan sa mga pole, na bumubuo ng isang kapana-panabik na coil.

Ang ganitong rotor ay ginagamit sa mga low-speed synchronous machine, na maaaring hydro-generators at diesel generators - ayon sa pagkakabanggit, three-phase synchronous generators na direktang konektado sa hydraulic turbines o internal combustion engine, na idinisenyo para sa rotational speeds na 1500, 1000, 750 at mas mababang rpm sa alternating current frequency na 50 Hz.

Maraming mga kasabay na makina ang mayroong sa rotor, bilang karagdagan sa excitation winding, isang short-circuited copper o brass damping winding, na sa isang non-smooth-pole rotor ay kaunti lamang ang pagkakaiba sa isang katulad na winding sa rotor ng isang induction machine, at sa isang salient-pole rotor ito ay ginanap sa anyo ng isang hindi kumpleto na isang short-circuited coil, ang mga bar na kung saan ay naka-embed lamang sa mga grooves at wala sa interpole space. Ang paikot-ikot na ito ay nag-aambag sa pamamasa ng mga rotor oscillations sa hindi nakatigil na mga mode ng isang kasabay na makina, at nagbibigay din ng asynchronous na pagsisimula ng mga kasabay na motor.

Ang mga synchronous machine na may rating na hanggang 5 kW ay minsan ay ginagawa sa reverse design na may stator field winding at three-phase rotor winding.

Kahusayan ng isang three-phase synchronous generator

Ang pagpapatakbo ng mga three-phase synchronous machine sa generator mode ay sinamahan ng mga pagkalugi ng enerhiya, na, ngunit sa kanilang likas na katangian, ay katulad ng mga pagkalugi sa mga asynchronous na makina. Kaugnay nito, ang kahusayan ng isang three-phase synchronous generator ay nailalarawan sa pamamagitan ng halaga ng koepisyent ng kahusayan (kahusayan), na sa ilalim ng simetriko na mga kondisyon ng pagkarga ay tinutukoy ng formula:

η = (√3UIcosφ) / (√3UIcosφ + ΔP),

kung saan ang U at I — operating, network boltahe at kasalukuyang, cosφ — ang power factor ng mga receiver, ΔP — kabuuang pagkalugi na naaayon sa ibinigay na load ng synchronous machine.

Ang halaga ng kahusayan (kahusayan) ng mga kasabay na generator ay depende sa laki ng pagkarga at ang power factor ng mga receiver (Larawan 3).

kanin. 3. Mga graph ng dependence ng kahusayan ng isang three-phase synchronous generator sa load at ang power factor ng mga receiver.

Ang pinakamataas na halaga ng kahusayan ay tumutugma sa isang pag-load na malapit sa nominal at 0.88-0.92 para sa mga medium-power na makina, at para sa mga high-power generators umabot ito sa halaga na 0.96-0.99. Sa kabila ng mataas na kahusayan ng mga malalaking kasabay na makina, dahil sa malaking halaga ng init na nabuo, kinakailangan upang palamig ang mga windings na may hydrogen, distilled water o transpormer na langis, na nag-aambag sa mas mahusay na pag-aalis ng init, at nagbibigay-daan din sa iyo na lumikha ng mas compact at mahusay na three-phase synchronous machine.