Конструкции синхронных генераторов

Существует 2 конструктивных типа синхронных машин -машины с явно выраженными полюсами возбуждения (явнополюсные машины) (рис1)-неявнополюсные машины (рис 2)Эти машины в основном отличаются конструкцией ротора. В зависимости от типа приводного или первичного двигателя СГ делят на -турбогенераторы -гидрогенераторы -дизельгенераторы У турбогенераторов первичным двигателем является паровая или газовая турбина. Используется на тепловых электростанциях. Для гидрогенератора первичным двигателем является гидравлическая турбина. Они используются на гидроэлектростанциях. У дизельгенератора первичным двигателем является обычно дизельный двигатель внутреннего сгорания. Конструктивное исполнение генератора зависит от частоты вращений. При частоте до 100об/мин используется явнополюсная конструкция, а при частоте 1500 и 3000 об/мин, ротор выполняют неявнополюсным. Турбогенераторы работают с частотой вращения 1500 или 3000 об/мин, поэтому выполняется неявнополюсным. Имеет гор-ерасп-е вала Скорость гидрогенератора от 50 до 750 об/мин. Это обусловлено скоростью течения воды. Ротор гидрогенератора выполняют явнополюсным с большим количеством полюсов. Число полюсов может доходить до 120 и больше, т.к. число полюсов велико, ротор имеет большой диаметр (до 12м). Имеет вертикальный вал

3.Системы возбуждения синхронных машин В зависимости от источников энергии, используемых для питания постоянным током обмотки ротора, системы возбуждения подразделяют на группы-электромашинное возбуждение с возбудителем постоянного тока-электромашинное возбуждение от генератора переменного тока с преобразованием его в постоянный ток-самовозбуждение путем преобразования части электрической энергии переменного тока турбогенератора в энергию постоянного тока. Электромашинное возбуждение с возбудителем постоянного тока. Генератор постоянного тока в качестве основного источника энергии возбуждения широко применялся для турбогенераторов мощностью до 120МВт. Соединен возбудитель муфтой непосредственно с валом турбогенератора, поэтому данная система возбуждения является независимой от напряжения на выводах генератора. Достоинствами системы являются относительная простота, малая стоимость и высокая надежность. К существенным недостаткам электромашинной системы возбуждения с возбудителем постоянного тока относятся большие постоянные времени (0,3-0,6с), низкий потолок возбуждения (не более 2U_в.н.) и, соответственно, небольшие скорости подъема возбуждения. Из-за этих недостатков рассматриваемая система возбуждения применяется в настоящее время только для турбогенераторов мощностью до 60МВт Электромашинная система возбуждения с высокочастотным генератором переменного тока. Система возбуждения от вспомогательного генератора переменного тока частотой 500Гц с последующим преобразованием его в постоянный ток статическими выпрямителями позволяет осуществить высокий потолок возбуждения и может быть выполнена для турбогенераторов большой мощности. На статоре генератора расположены 3-х фазная переменного тока, две независимые и одна последовательная обмотки возбуждения постоянного тока. Ротор обмоток не имеет и представляет собой десятизубцовый сердечник, набранный из листов электротехнической стали. Возбудители тиристорные для синхронных машин. Тиристорные возбудители серии ВТ предназначены для возбуждения гидро- и турбогенераторов малой мощности, синхронных двигателей и компенсаторов.

4.Магнитное поле синхронных генераторов при холостом ходе В режиме х.х. ток в якоре СГ равен нулю и магнитное поле образуется только током обмотки возбуждения. ГОСТ предъявляет в СГ требования синусоидальности ЭДС. При нормальном возбуждении отклонения мгновенных значений ЭДС от синусоиды не должны превышать 5%. Т.к. ЭЛС зависит от магнитной индукции в зазоре машины, при проектировании СГ стремятся максимально приблизить к синусоиде магнитной индукции в зазоре. Магнитная индукция зависит от напряжения магнитного поля β=μ_o*HНапряженность можно определить по закону полного тока ФHdl=∑I=FФормулу закона полного тока можно переписать в следующем виде F=H*l_воздгде l_возд- длина магнитной линии в воздушном зазореФорма магнитного поля различна в явнополюсных и неявнополюсных машинах. В явнополюсных машинах обмотка возбуждения сосредоточенная и крива МДС имеет прямоугольную форму. В каждой точке зазора на протяжении полюсного деления МДС F=I*w. Кривая магнитной индукции отличается от кривой МДС, т.к. явнополюсная машина имеет неравномерный зазор и длина магнитной линии имеет разное значение в различных точках зазора. В неявнополюсных машинах обмотка возбуждения распределяется и кривая МДС имеет ступенчатую форму. Магнитный зазор в неявнополюсной машине практически расномерный, поэтому кривая магнитной индукции повторяет форму кривой МДС, но имеет сглаженные углы за счет удлинения магнитных линий в области пазов