Головна

Запуск синхронного генератора.

  1. U-образні характеристики синхронного генератора
  2. U-образні і робочі характеристики синхронного двигуна
  3. Алгоритм визначення тривалості циклу і термінів виготовлення виробу по випередження запуску між суміжними стадіями виробництва.
  4. асинхронного двигуна
  5. Векторна діаграма асинхронного двигуна
  6. Векторна діаграма асинхронного гальма
  7. Векторні діаграми синхронного генератора

Для пуску сучасних синхронних двигунів використовується метод асинхронного пуску. Для цього синхронні двигуни оснащені спеціальною короткозамкненою бельічьей кліткою як у асинхронних машин. За допомогою асинхронного пуску СД розганяється до так званої з підсинхронних швидкості ?ПС= 0,95?0, Тобто до ковзання зменшився в процесі пуску до величини S = ??0.05. Момент, що розвивається СД при підсинхронних швидкості (див. Рис. 5.6) називається вхідним моментом (Мвх). Якщо при М = Мвх в обмотку збудження СД подано збудження, то двигун втягується в синхронізм, після чого зникає пусковий струм в короткозамкненою пусковий обмотці.

Як видно з рис. 5.6, при різному опорі короткозамкненою пусковий обмотки СД змінюється жорсткість механічних асинхронних характеристик, при цьому змінюються значення вхідних (Мвх) і пускових (Мпуск) моментів СД, причому зменшення Мвх при менш жорсткою механічною характеристиці 2 веде до збільшення Мпуск і навпаки для більш жорсткої характеристики 1 більшому значенню Мвх1 відповідає менше значення Мпуска1.

Значення Мвх і Мпуск СД задаються в каталогах на ці машини, так як вони впливають на пуск при різних моментах статичного навантаження Мс. Наприклад, якщо, як показано на рис. 5.6., Двигун має пускову характеристику 2 (по якій (Мпуск2 > Мс.), То розгін СД відбудеться до точки "а". При цьому, двигун не втягнеться в синхронізм, а буде продовжувати працювати в асинхронному режимі. Якщо не відключити СД, то тривалий асинхронний режим розігріє короткозамкнутую обмотку, розраховану лише для роботи в обмежений час пуску, і виведе СД з ладу.

При пуску СД за влучним висловом 1 "застрявання" його в асинхронному режимі може статися лише в точці "б"
 (При М = Мз 1). При цьому, і СД за наявності порушення втягнеться в синхронізм. З розгляду характеристик на рис.5.6. можна зробити висновок, що вхідний момент - це максимально можливе значення моменту статичного навантаження (Мвх = Мс. макс), при якому ще можливо втягування СД в синхронізм.

При будь-якій схемі асинхронного пуску СД є захист від тривалої роботи короткозамкненою пусковий обмотки, що веде до аварії і виходу дорогого СД з ладу.

Залежно від потужності мережі живлення застосовуються пуски СД при повному і зниженому напрузі.

У високовольтних (3-10 кВ) СД для підключення статора до мережі використовуються масляні вимикачі. Подача збудження на обмотку ротора СД проводиться від збудника: або від генератора постійного струму (може бути на одному валу з СД), або від тиристорного випрямляча, що найчастіше застосовується останнім часом.

Синхронізація СД з мережею відбувається автоматично при підсинхронних швидкості і поданому в ротор порушення.

 Залежно від моменту подачі повного напруги на обмотку статора СД в поєднанні з подачею збудження в обмотку ротора існують три види (або три принципових схеми) пуску:

 a) Прямий пуск СД. На обмотку статора СД подається повне напруга мережі, а ланцюг обмотки ротора підключається наглухо до якоря електромашинного збудника G (див. Рис. 5.7, а) або через розрядний опір R1 (Рис. 5.7, б). Реалізація найбільш простого і дешевого прямого пуску з наглухо приєднаним збудником можлива при дотриманні 3-х умов:

- Якщо мережа, що живить статор, має досить велику потужність і немає необхідності зниження напруги для зменшення пускового струму СД;

- Якщо час розгону СД до підсинхронних швидкості ?ПС менше часу самозбудження збудника (В цьому випадку подача струму збудження в ротор СД відбувається після досягнення швидкості);

- Якщо момент статичного навантаження на валу СД менше 40% номінального моменту (Мс * <0.4). В цьому випадку гарантується розгін СД без "застрявання" на половині синхронної швидкості через наявність в механічної характеристиці асинхронного пуску провалу моменту на половинній швидкості (див. Точку "а" на рис. 5.8).

 Такий провал моменту в характеристиці виникає через взаємодію замкнутої обмотки ротора і поля статора. Якщо під час пуску СД Мс> 0,4Mн або час розбігу його перевищує час самозбудження збудника, то застосовують прямий пуск з розрядним резистором R1 в обмотці збудження ротора СД, як це показано на рис. 5.7, б.

Розрядний резистор обмежує струм збудження при пуску, покращуючи при цьому механічну характеристику СД. Розрядний резистор R1 закорачівающего при розбігу СД до підсинхронних швидкості. Цей резистор забезпечує також прискорене гасіння поля СД після його відключення від мережі (зменшується постійна часу контуру обмотки збудження СД). величина R1 вибирається порядку (8-10), тобто істотно більше опору обмотки збудження ротора СД.

 У схемах подачі збудження в ротор СД передбачається можливість форсування струму збудження за допомогою резистора, шунтіруемой контактами КФ (див. Рис. 5.7). При збільшенні струму збудження збудника і струму збудження синхронного двигуна М збільшується Е. д. С. СД, чим і досягається короткочасне підвищення розвиває їм максимального електромагнітного моменту (див. Розділ. 5.2). Форсування збудження необхідна також при зниженні напруги живильної СД мережі.

б) Легкий пуск СД. На обмотку статора подається знижена напруга для обмеження пускового струму. Порушення в ротор СД подається ще при зниженій напрузі на статорі.

Легкий пуск застосовують при малих статичних навантаженнях і малих моментах інерції електроприводу. При легкому пуску забезпечуються малі кидки струму і моменту при синхронізації (входження в синхронізм) СД.

в) Важкий пуск СД. На обмотку статора спочатку подається знижена напруга (для обмеження пускових струмів), а потім повне напруга мережі. Напруга збудження в ротор СД подається при повній напрузі на обмотці статора. Важкий пуск використовується при великих моментах статичного опору і значних моментах інерції на валу електроприводу, коли для входження в синхронізм потрібні великі вхідні моменти (для потужних компенсаторів, установках з маховиками і т. П.).

Зниження напруги, що подається на статор СД, проводиться за допомогою реакторів (див. Рис. 5.9) або автотрансформаторів (рис. 5.10).

У схемі реакторного пуску по рис. 5.9 спочатку включається масляний вимикач В1, і на двигуні знижується напруга завдяки реактору Р. Після розгону до підсинхронних швидкості вимикачем В2 закорачивается реактор, і на статор СД подається повна напруга. При реакторному пуску завжди зберігається рівність струму в статорі двигуна Iд току I с, забирають з мережі.

При обмеженні кидків пускового струму включенням в ланцюг статора автотрансформатора необхідно дотримуватися наступну послідовність роботи масляних вимикачів. Спочатку включаються вимикачі В1 і В3, на статор СД подається знижена напруга через автотрансформатор АТ. Потім з витримкою часу (СД встигає розігнатися до підсинхронних швидкості) відключається вимикач В3 і включається В2, на статор СД подається повне напруга мережі. Схема автотрансформаторного пуску застосовується рідше (для дуже потужних СД), так як вона дорожче, складніше і менш надійна через більшого числа комутаційної апаратури.

Перевагою схеми автотрансформаторного пуску є те, що споживаний в цьому випадку з мережі струм менше, ніж при реакторному пуску (Іс> I д), так як цей струм Ic обернено пропорційний напрузі, тобто

1. Напівпровідники. Власна і домішкова провідність п / п.

Напівпровідники - це речовини, питомий опір яких зменшується з підвищенням температури, наявністю домішок, зміною освітленості. За цим властивостям вони разюче відрізняються від металів. Зазвичай до напівпровідників відносяться кристали, в яких для звільнення електрона потрібно енергія не більше 1,5-2 еВ. Типовими напівпровідниками є кристали германію та кремнію, в яких атоми об'єднані ковалентним зв'язком. Природа зв'язку з цим дозволяє пояснити зазначені вище характерні властивості. При нагріванні напівпровідників їх атоми іонізуються. Вивільнені електрони не можуть бути захоплені сусідніми атомами, так як всі їх валентні зв'язку насичені. Вільні електрони під дією зовнішнього електричного поля можуть переміщатися в кристалі, створюючи електричний струм провідності. Видалення електрона з зовнішньої оболонки одного з атомів в кристалічній решітці призводить до утворення позитивного іона. Цей іон може нейтралізуватися, захопивши електрон. Далі, в результаті переходів електронів від атомів до позитивних іонів відбувається процес хаотичного переміщення в кристалі місця з відсутньою електроном - «дірки». Зовні цей процес хаотичного переміщення сприймається як переміщення позитивного заряду. При розміщенні кристалу в електричне поле виникає впорядкований рух «дірок» - дірковий струм провідності.
 В ідеальному кристалі струм створюється рівною кількістю електронів і «дірок». Такий тип провідності називають власноюпровідність напівпровідників. При підвищенні температури (або освітленості) власна провідність провідників збільшується.
 На провідність напівпровідників великий вплив мають домішки. Домішки бувають донорні і акцепторні. Допорная домішка - це домішка з більшою валентністю. При додаванні донорної домішки в напівпровіднику утворюються ліпший електрони. Провідність стане електронною, а напівпровідник називають напівпровідником n-типу. Наприклад, для кремнію з валентністю n - 4 донорной домішкою є миш'як з валентністю n = 5. Кожен атом домішки миш'яку призведе до утворення одного електрона провідності.
 Акцепторна домішка - це домішка з меншою валентністю. При додаванні такої домішки в напівпровіднику утворюється надлишок «дірок». Провідність буде «доречний», а напівпровідник називають напівпровідником р-типу. Наприклад, для кремнію акцепторними домішками є індій з валентністю п = 3. Кожен атом індію призведе до утворення зайвої «дірки».
 Принцип дії більшості напівпровідникових приладів заснований на властивостях р-n-переходу. При приведенні в контакт двох напівпровідникових приладів р-типу і л-типу в місці контакту починається дифузія електронів з n-області в р-область, а «дірок» - навпаки, з р- в n-область. Цей процес буде не нескінченним у часі, так як утворюється замикаючий шар, який буде перешкоджати подальшій дифузії електронів і «дірок».
 р-n-Контакт напівпровідників, подібно вакуумному діоду, має однобічну провідність:
 якщо до р-області підключити «+» джерела струму, а до n-області «-» джерела струму, то замикаючий шар зруйнується і р-л-контакт буде проводити струм, електрони з д-області підуть в р-область, а « дірки »з р-області в n-область (рис. 32)

У першому випадку струм не дорівнює нулю, у другому - струм дорівнює нулю. Це означає, що якщо кр-області підключити «-» джерела, а до л-області - «+» джерела струму, то замикаючий шар розшириться і струму не буде. Напівпровідниковий діод складається з контакту двох напівпровідників р- і n-типу.  Напівпровідникові діоди мають: невеликі розміри і масу, тривалий термін служби, високу механічну міцність, високий коефіцієнт корисної дії, їх недоліком є ??залежність опору від температури.
 У радіоелектроніки застосовується також ще один напівпровідниковий прилад: транзистор, який був винайдений в 1948 р В основі тріода лежить не один, а два р-л-переходу. Основне застосування транзистора - це використання його в якості підсилювача слабких сигналів по струму і напрузі, а напівпровідниковий діод застосовується в якості випрямляча струму. Після відкриття транзистора настав якісно новий етап розвитку електроніки - мікроелектроніки, що підняв на якісно інший щабель розвиток електронної техніки, систем зв'язку, автоматики. Мікроелектроніка займається розробкою інтегральних мікросхем і принципів їх застосування. Інтегральною мікросхемою називають сукупність великого числа взаємопов'язаних компонентів - транзисторів, діодів, резисторів, сполучних проводів, виготовлених в єдиному технологічному процесі. В результаті цього процесу на одному кристалі одночасно створюється кілька тисяч транзисторів, конденсаторів, резисторів і діодів, до 3500 елементів Розміри окремих елементів мікросхеми можуть бути 2-5 мкм, похибка при їх нанесенні не повинна перевищувати 0,2 мкм. Мікропроцесор сучасної ЕОМ, розміщений на кристалі кремнію розміром 6x6 мм, містить кілька десятків або навіть сотень тисяч транзисторів.
 Однак в техніці застосовуються також напівпровідникові прилади без р-n-переходу. Наприклад, терморезистори (для вимірювання температури), фоторезистори (в фотореле, аварійних вимикачах, в дистанційних управліннях телевізорами і відеомагнітофонами).



Електромагнітний момент, кутова і механічна характеристика синхронного двигуна. | Pn-перехід і його властивості.

Асинхронна машина з загальмованим ротором. | Схема заміщення асинхронної машини. | Електромагнітний момент і механічна характеристика асинхронного двигуна. | Регулювання асинхронних двигунів (запуск, гальмування, зміна швидкості обертання). | Робочі характеристики асинхронних двигунів. | Асинхронні двигуни з масивним ротором. | Створення магнітного поля двофазної обмотки. Двофазні асинхронні двигуни. | Створення магнітного поля однофазної обмотки. Однофазні асинхронні двигуни. | Пристрій і принцип дії синхронної електричної машини. | Пряме і зворотне включення pn-переходу. |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати