Синхронды генератордың жүктемеленгендегі жұмысы.

Синхронды үшфазалы генератордың қосқыштарын жүктемемен жалғастырғанда, жоғарыда атап өтілгендей, оның статоры орамасынан тоқ өтеді және айналмалы магнит ағыны пайда болады. Сонымен, жүктемесіз жұмыс жасаған кездегі машинаға полюстерді қоздыру орамасында пайда болған бір ғана магнит өрісі әсер ететін болса, жүктелген кезде, полюстердің айнымалы магнит өрісіне статор орамасының айнымалы магнит өрісі қосылады. Машинаның қорытынды магнит өрісі осы екі магнит өрісінің өзара бірлесе әрекеттесуінен пайда болады.

Ротор полюстерінің магнит өрісі тұрақты тоқтан, ал статор орамасының магнит өрісі айнымалы тоқтан туындауына қарамастан, ол екеуі бір жылдамдықпен және бір бағытта айналатын тұрақты магнит өрісі сияқты өзара бірлесе әрекеттесетін болады. Шын мәнінде, полюстер магнит өрісі пайда болуы табиғатынан тұрақты бола тұра, ротордың айналу жылдамдығымен айналып, статор орамасында жиілігі f=pn/60 айнымалы үшфазалы ЭҚК-ті индукциялайды, ол қосылған жүктеме бар кезінде, шамасы тұрақты және орама бойымен n_c=pn/60 жылдамдықпен айналатын магнит өрісін тудыратын, үшфазалы айнымалы тоқты шақырады: f=pn/60 n_c=pn/60 салыстыра отырып, n_ð=n_ñ деп аламыз былайша айтқанда, статор орамасымен полюстердің қоздырғыш орамасының магнит ағындары бірдей. Сонымен, екі магнит ағыны да бірдей жылдамдықпен айналып синхронды генератордың жұмыс тәртібіне қарамастан, бір – біріне қарағанда қозғалыссыз қалады. Бір магнит өткізгіште екі магнит өрісінің болуы, олардың «якорь реакциясы» деп аталатын, бірлесіп қимылдауына және синхронды машинаның бірегей қорытындылаушы магнит өрісінің пайда болуына сөзсіз әкеледі. Синхронды машина үшін «якорь реакциясы» деу тұрақты тоқ машиналарына ғана келеді оны дұрысында «статор реакциясы» деп атауы оң болар еді, шындығында, статор орамасының магнит ағыны статор полюстері орамасының магнит өрісімен «реакцияға» түседі. Якорь сөзі теңіз терминдерінен ауысқан және магнит полюстерінің түрі теңіз якорын еске түсіретін роторды солай атаған. Сондықтан синхронды машинаның статорын якорь деп атау заңсыз. Жалпы жағдайда, машинаның қорытындылаушы магнит өрісі Ф ротор полюстері Ф_р мен статор орамасы Ф_с магнит өрістерінің векторлық жиынтығымен анықталады:

Ô=Ô_ð+Ô_ñ

Бұл өзара әрекеттесуі физикалық жағынан өте күрделі процесс. Ол ротордың магнит полюстерінің синхронды машиналардың статоры орамасының біліктеріне қарай орналасуы мен олар арқылы өтетін, уақыт жағынан алғанда, онда индукцияланған ЭҚК пен таза активті жүктеме кезінде үйлесетін, индуктивті жүктеме кезінде одан қалып қоятын немесе сиымдылық жүктеме кезінде озатын тоқтардың сипаттамасына тәуелді. Статор орамасына индуктивті жүктеме түскенде статор магнит ағынының «реакциясы» магнитсіздендіруші, сиымдылық тоғында – магниттеуші, ал активті – полюстың бір жағынан магниттеуші және екінші жағынан, сол полюсті, магнитсіздендіргіші болады. Активті индуктивті жүктеме болған кезде, синхронды генератор статоры орамасының магнит ағыны Ф_с уақыт жағынан ротор полюстерінің магнит өрістерінен Ө бұрышына, сондай – ақ статор орамасының қысқыштарындағы кернеуде индукцияланған ЭҚК Е қарағанда, қалып қоятын болады. Уақыттың жылжуына машинаның қорытындылаушы магнит өрісі білігі мен ротор полюстері арасындағы кеңістікте жылжу бұрышы сәйкес келеді.

Еркін жүктемелеу жағдайында статор орамасындағы тоқ І кернеудің U уақыт жағынан φ бұрышына және ротор полюстерінің магнит өрісі индукциялаған ЭҚК Е₁-ден ψ бұрышына жылжыған болса, статордың магнит ұрышына жылжыған болса, статордың магнит өрісінен екі құраушыға жіктеуге болады:

- ротор магнит полюсінің бойлық білігі бойымен;

- ротор магнит полюсінің көлденең білігі бойымен.

Мұнда магнит полюстері бойымен кететін білікті бойлық деп, ал оған перпендикуляр өсті – көлденең деп атау қабылданған. Соларға тура келетін магнит ағындарының тоқтар мен ЭҚК – тердің құраушыларына сәйкес индекс алады:d – бойлық және q – көлденең. Сонымен ротор полюстерінің магнит ағындарына Ф_р қарағанда уақыт жағынан жылжыған статор орамасының магнит ағынын Ф_с бойлық Ô_cd және көлденең Ô_ñq құраушыларданм тұратын, өзара бірімен бірі байланысқан деп қарап, өрнегін былай жазуға болады:

мұндағы

ψ бұрышы ЭҚК пен статор орамасы тоғы векторлары арасындағы жылжу бұрышы болып табылады. Бойлық біліктегі магнит ағыны Ô_cd магнитсіздендіргіш (активті – индуктивті жүктемеде) немесе магниттендіргіш (активті – сыйымдылық жүктемеде) магнит өрісін ротор айналымы бағытына, ал көлденең білік бойындағы магнит ағыны Ô_ñq кері бағытқа қарай жылжытады. Синхронды машинаның магнит ағындарын бойлық және көлденең құраушыларға жіктеуді 1895 жылы француз электртехнигі А.Блондель алғаш ұсынған, ол екі «реакция» әдістемесі деп аталады. Айқынполюсті синхронда машиналардың жұмыс тәртіптеріне талдау жасағанда, кеңінен қолданылады. Айқын полюсті машиналардың жұмысын зерттеу француздың басқа бір электр – технигі А.Потье 1900 жылы ұсынған әдістемелікке негізделеді.

Синхронды машинаның электрлік тепе – теңдігінің теңдеулері. Жалпы синхронды машиналардың және жекелеп алғанда, генераторлардың жұмысын зерттеу, асинхронды машиналардың жұмыс тәртібіне талдау жасауға қарағанда, айтарлықтай қиыншылықтармен байланысты. Бұл электромагниттік процесстердің күрделілігіне байланысты. Ол әртүрлі екі магнит ағындарының ротор магнит полюстерінің, айнымалы магнит өрісінің әсер етуінен пайда болған, статордың үшфазалық орамасының синусоидты тоқтарының өзара бірлесе әрекеттесуіне байланысты. Айқын көрінетін полюстері бар роторлардың құрылысы ауа саңылауларының айқын көрінетін бір тегіс еместігіне, ол синхронды машинаның магнит өткізгіштерінің магнит кедергілерінің бірдей болмауына соқтырады. Құрылысы мұндай ротордың өзара индукциялануы процесс барысында оның айналуына байланысты, белгілі периодтылықпен, шамасы жағынан, өзгеріп отырады. Дегенмен, инженерлік тәжрибеде ротор полюстерінің қоздыру орамалары арқылы тұрақты тоқ өткенде болатын процесстерді ойша дерексіздендіруге толығымен болады, ол үшін «статор реакциясы» өрісімен шашырау өрісі бір – бірінен және ротор полюстерінің магнит өрісінен, тәуелсіз өмір сүреді деп есептеу керек. Сонда, статор орамасының өрісінің толық ағын тізбегін алып, синхронды индуктивті кедергі деп аталатын, бір ғана индуктивті кедергіні қарастыруға болады. Синхронды машиналарда өтетін электрофизикалық процесстер, оның роторының конструкциялық орындалуына сәйкес айтарлықтай тәуелді болады. Айқын полюсті роторлы синхронды машинаның жұмыс процессі, ауа саңылауындағы түрі ЭҚК – пен статор орамасы тоғының арасындағы бұрыштың ψ өзгеруімен бірге өзгеріп тұратын, индукция қисығының айқын көрінетін синусойдалық сыздығына байланысты бірқатар ерекшеліктермен сипатталады. Сондықтан, айқын полюсті және айқындалмаған полюсті роторлы синхронды машиналардың жұмыс тәртібін зерттеуді бөліп қарау, әдістемелік көзқарас тұрғысынан, орынды.

Айқын емес полюсті синхронды машиналардың генератор электрлік тепе – теңдік теңдеуі. Цилиндр пішінді ротордың арасындағы айқындалмаған полюсті синхронды машиналардың ауа саңылаулары мен ондағы магнит ағындарын бойлық және көлденең құраушылары деп білудің қажеті жоқ. Ендеше статор орамасының синхронды индуктивті кедергісін, индуктивті екі кедергінің қосындысы деп қарауға болады:

Õ_ñ=Õ_îñ+Õ₁

мұндағы Х_С – статор орамысының синхронды индуктивті кедергісі; Х_ОС – статор орамасының негізгі магнит ағынан Ф_с пайда болған индуктивті кедергісі; Х₁ — статор орамасының шашыранды магнит ағынынан Ф₁₈ пайда болған шашыранды индуктивті кедергі. Демек, егер ротор полюстерінің магнит ағындары Ф_р статор орамасында ЭҚК Е-ні индукциялайтын болса, онда, статор орамасының негізгі магнит ағыны Ф_с шашыранды ағынмен бірге Ф₁₈, синхронды машинаның синхронды индуктивті кедергісінің шамасын қамтамасыз етеді. Кейбір шектеулерді ескере отырып, айқындалмаған полюсті синхронды машина статоры орамасының электрлік тепе – теңдік теңдеуін, былай жазуға болады:

мұндағы U синхронды генератордың қысқыштарындағы кернеу; Е₁₀ синхронды генератордың жүктемесіз жұмысының ЭҚК; І₀ синхронды генератор статоры орамасының тоғы; r- статор орамасының активті кедергісі; x-(3.12).

Айқынполюсті синхронды машинаның (генератор) электрлік тепе – теңдігінің теңдеуі. Айқынполюсті роторлы синхронды машинаның жұмыс процессі, жоғарыда айтылғандай, ауа саңылауында айқын көрінетін индукцияның таралуы, түрі ЭҚК пен статор орамасы тоғының арасындағы бұрыштың өзгеруімен бірге құбылып отыратын біркелкіеместігімен сипатталады.

А.Блондельдің қос «реакция» теориясын пайдалана отырып статор орамасының негізгі магнит ағынын Ф_с ротор полюстері білігімен сәйкес келетін магнит ағынын бойлық Ô_ñd және оның перпендикуляр келетін көлденең Ô_cq тармақтарға ажыратпай, айқынполюсті синхронды машина статоры орамасының электрлік тепе – теңдік теңдеуін былай жазуға болады:

бұл теңдеудегі

бойлық білікпен өсетін синхронды индуктивті кедергі:

- көлденең білікпен өтетін синхронды индуктивті кедергі:

-

-статор тоғының бойлықы білігі өтетін құраушысы:

Статор тоғының көлденең білігімен өсетін құраушысы:

õ_d — статор реакциясының бойлық ағыны негіздеген индуктивті кедергі;

õ_q — «статор реакциясы» ендік ағыны негіздеген индуктивті кедергі;

õ₁— статор орамасының индуктивті шашыраңқылық кедергісі;

Ψ=φ+θ Ý²Ê Å₁₀ мен синхронды генератор тоғының І₁ векторлары арасындағы ығысу бұрышы;

Θ — синхронды машинаның ЭҚК Е₁₀ мен кернеуівекторлары арасындағы ығысу бұрышына, тең, ішкі бұрышы.

3.15. Тақырып 15. Синхронды генератодың векторлық диаграммасы.Синхронды генератордың ЭҚК және магнит ағыны. Синхронды генатордың желімен параллнль жұмысы.Қосудың жағдайы мен тәсілі.Электромагнитті қуаттылық,бұрыштық сипаттама,активті және рекативті қуаттылықты реттеу.Ү-тәрізді сипаттамасы.

Ұсынылатын әдебиет:

- Брускин Д.Э.,Зохорович А.Е.,Хвостов В:С. Электрические машины ч.1,2.М.:Высшая школа 1987.

- Костенко М.П,Пиотровский Л.М., Электрические машины, ч.1,2. М.: Энергия 1978.

- Кацман М.М. Электрические машины. М.: Высшая школа,1990.

- Тихомиров А.С. Расчет трансформаторов М: Энергия,1986

Синхронды машинаның алмастырма эквивалентті электр сұлбасы және оның өлшемдері. Электрлік тепе – теңдік теңдеуіне (3.14), айқындалмаған полюсті синхронды машинаның эквивалентті орнын басу электр сұлбасы мен оның 3.6 және 3.7 – суреттерде көрсетілген векторлық диаграммасы дәл келеді.

Айқын полюсті синхронды машина үшін, эквивалентті алмастырма сұлбасы бойлық және көлденең бөліктер бойымен өтетін тепе – теңдік теңдеуіне (3.14) сәйкес келетін, аралас жалғасқан электр сұлбасы ретінде қарастырылады. Синхронды машинаның алмастырма эквивалентті электр сұлбасының кедергілері, шамасы мен электрлік тепе – теңдік теңдеулері, тәжрибе жолымен анықталады, бос жүріс пен қысқа тұйықталу сипаттамалары бойынша есептеледі немесе анықтамалық мәліметтерден алынады.

3.6-сурет. Айқынемес полюсті синхронды мәшиненің орнын басудың жеңілдетілген сұлбасы.

3.7-сурет. Айқынемес полюсті синхронды мәшиненің жеңілдетілген диаграммасы.

Синхронды генератордың сипаттамалары. Синхронды генератордың жұмысы функциялды тәуелдік бойынша бағаланады да, оның сипаттамасы деп аталады. Олардың негізгілері:

- бос жүріс сипаттамасы;

- қысқа тұйықталу сипаттамасы;

- реттеу сипаттамасы;

- сыртқы сипаттамасы;

- жүктемелік сипаттамасы.

Синхронды генераторлар тұрақты айналу жылдамдығымен жұмыс жасайды, ол айнымалы ЭҚКтің жиілігін тұрақты ұстап тұру қажеттілігінен туындайды, демек барлық сипаттамалар ротордың айналу жылдамдығы тұрақты n=Const кезінде қарастырылады.

Бос жүріс сипаттамасы — бұл жүктеусіз жұмыс кезінде статор орамасында индукцияланатын Е₁₀нің айналу жылдамдығы тұрақты, қалыпты, кездегі қоздыру орамасының тоғына І_в тәуелділігі, демек, n= n_í =Const кезінде Å₁₀=fƒ(I₂).

. Бос жүріс сипаттамасы ЭҚК пен қоздыру тоғы арасындағы сызықты емес тәуелділік болып табылады. Мұның сызықсыздығы машинаның магнит өткізгіштеріндегі болат бөліктерінің қанығу құбылысына байланысты. Магниттегіш тоқтың шамасы, белгілі мөлшерге жеткенде, магнит ағынының өсуі баялайды, ал содан кейін, іс жүзінде, мүлде тоқталады. Қоздыру орамасындағы тоқтан ЭҚКтің өсу сипатының тәуелділігі, болаттағы магниттену қисығына ұқсас:. Â=fƒ(Í) Болаттың қанығуына қарай магниттендірудің өсуі баяулайды да, одан соң тоқталады. Қоздыру орамасындағы тоқтың одан кейін өсуі, магнит ағынының айтарлықтай өсуіне әкелмейді. Іс жүзінде, статор орамасында қоздыру тоғы болмағанның өзінде болат полюстеріндегі қалдық магнетизмнің магнит ағынан шамалы ЭҚК индукцияланады.

3.8-сурет. Синхронды генератордың жүктемесіз жұмысының тәжірибе жасау жолымен алынған сипаттамасы.

3.9-сурет. Синхронды генератордың жүктемесіз жұмысының қорытынды (қалыпты) сипаттамасы.

Бұл болатты жасанды магниттендіргенде, болаттың магнитизмді жарым – жартылап сақтап қалу қабілетіне байланысты. Турбогенератор статоры орамасының қысқыштарындағы кернеу (0,4...15) кВ, әдетте, гидрогенератордағыдан жоғары (0,4...10) кВ.

Бос жүріс сипаттамасын есептеу тәжрибе жолдарымен немесе магниттену қисықтарын пайдаланып алуға болады. Әр бөлімнің материалдары үшін берілген мөлшердегі магнит ағынын туғызуға қажетті, магниттегіш күш есептеледі. Магниттегіш күш полюстер орамасындағы қоздыру тоғына І_в, ал ЭҚК Е₁₀ өз кезегінде қоздыру тоғына І_в пропорционал болғандықтан Å₁₀=fƒ(I_â) қисығы масштабына сәйкес Ô=fƒ(Í) магнит сипаттамасы болып табылады.

Бос жүріс сипаттамасын, тәжрибе мәліметтері бойынша тұрғызуға болады. Есептеумен немесе тәжірибе жолымен алынған жүктеусіз жұмыс сипаттамасы, синхронды машинаның алмастырма эквивалентті электр телсімінің өлшемдерін анықтау кезінде пайдаланылады. Инженерлік тәжірибеде бос жүріс сипаттамасын анықтау үшін, өлшемдері тәжірибе мәліметтерімен жақсы үйлесетін синхронды генератордың «қалыпты» сипаттамасы деп аталатын, салыстырмалы бірлікті пайдаланады (3.9 – сурет).

Қысқа тұйықталудың сипаттамасы — бұл статор орамасының олардың қысқыштары тұйықталған кездегі, тоғының, қоздыру тоғына U₁=0 және n=Const бөлінеді тәуелділігі: I₁= fƒ(I_â). Синхронды генераторды қысқа тұйықталу тәртібінде жұмысқа қосуға пайдалану тәжірибесінде, болмайды: Генератордың орамасы қысқа тұйықталу тоғының қызуынан бүлінбеуі үшін, ол лезде ажыратылуы тиіс.

Сондықтан қысқа тұйықталу сипаттамасын статор орамасындағы тоқты ең аз деңгейіне I_1ê= I_1í келтіре отырып, оның қалыпты тоғының пайыздық үлесі ғана болып табылатын, қоздыру тоғы кезінде алынады. Статор орамасы мен қоздыру орамасы тізбегіне жалғанған амперметр көрсетуі есебінен тез орындау керек, себебі, статор орамасы әсеріне ондағы тоқ қалыпты тоқтың мәнінен жоғары болғанда, артық қызбауы керек. Әдетте, қысқа тұйықталу тәжрибесі кезінде, машинаның магнит жүйесі аса қанықпайды, сондықтан статор орамасы тоғының белгіленген аралықтағы өзгеруі, түзу сызық болады. Оның мәні өте жоғары болғанда ғана, қысқа тұйықталу сипаттамасының мәні абцисса өсіне (І_в) қарай қисаяды, ол генератордың магнит өткізгіштерінің қанығуының артуынан болады.

3.10-сурет. Синхронды генератордың қысқа тұйықталу сипаттамасы.

3.11-сурет. Жүктеме электр кедергісінің әрқилы өзгеру сипаты кезіндегі синхронды генератордың реттеуіш сипаттамасы.

Синхронды генератор статорының индуктивтік шашырандылық кедергісін және қоздыру тоғының түрлі мәндер кезінде, қысқа тұйықталу тоғының қалыпты тоққа қатынасын анықтау кездерінде, қысқа тұйықталу сипаттамасы, бос жүріс сипаттамасымен бірге пайдаланылады. Бұл қатынас қысқа тұйықталу тоғының коэффициенті болады. Қысқа тұйықталу қатынасы немесе қысқаша ҚТҚ деп аталады. Қысқа тұйықталу сипаттамасын тәжрибелік жолмен алғанда, генератордың магнит жүйесіндегі магнетизм қалдығы магнитсіздендірілуі тиіс немесе ол қалған кезде алынған сипаттама, өзіне – өзі параллель күйі координат басына ығыстырылуы тиіс. 3.10 – суреттегі қысқа тұйықталу сипаттамасын бос жүріс сипаттамасын және синхронды машинаның эквивалентті алмастырма сұлбасының өлшемдерін қолданып, есептеу жолымен де тұрғызуға болады.

Реттеу сипаттамасы — бұл генератордың жүктеме тоғы өзгеріп қуаттылық коэффициенті өзгеруіссіз қалғанда, оның қысқыштарындағы кернеу тұрақтылығын қамтамасыз ететін қоздыру тоғы деңгейінің тәуелділігі, демек U₁ = Const, жәнеCosφ = Const болғанда I_â= fƒ(I₁). Бұл сипаттама синхронды генераторды эксплатациялау кезінде, өте маңызды. Ол шамасы өзгеріп тұратын жүктеме кезінде, синхронды қозғалтқыштың қысқыштарындағы кернеу өзгеріссіз қалу үшін, қоздыру тоғын қалай реттеу керектігін көрсетеді. Реттеу сипаттамасын тәжірибе жүзінде анықтау активті және индуктивті кедергілердің қатынасын өзгертпей R/õ=Const синхронды генератор қысқыштарындағы кернеу тұрақты және қалыпты кезінде қоздыру тоғын өзгерте отырып генератор жүктемесін үнемі арттыру арқылы іске асырылады. Реттеу сипаттамасын векторлық диаграммалар тобының көмегімен, синхронды генератордың реактивті кедергілері барда, есептеу жолымен тұрғызуға болады. 3.11 – суретте реактивті кедергілердің бір тобы көрсетілген.

Сыртқы сипаттама — бұл синхронды генератордың қысқыштарындағы кернеудің қуат коэффициенті және қоздыру орамасындағы тоқ күші тұрақты кезіндегі жүктеме тоғына қатынасы: U=fƒ(I₁) á½ë I_â =Const, n =Const болғанда, бұл генератор қысқыштарындағы кернеудің өзгеру сипаттамасын көрсетеді, мұнда жүктеме қалыптыдан бос жүріске дейін өзгереді генератор қысқыштарындағы қалыпты кернеулі U₁= U_1º қамтамасыз ететін қоздыру тоғының I₁ =I_1º шамасы тұрақты болады.

3.12-сурет. Жүктеме электр кедергісінің әрқилы өзгеру сипаты кезіндегі синхронды генератордың сыртқы сипаттамасы.

3.13-сурет. Синхронды генераторды «өшу» тәсілі бойынша параллель жұмыс істеуге қосылу сұлбасы.

Сыртқы сипаттаманың көмегімен, генератор кернеуінің жүктеменің қалыпты шамадан бос жүріске дейін және керісінше жағдайдағы өзгеруін ∆U анықтайды. Синхронды генератордың қуат коэффициентінің әртүрлі мәндеріндегі сыртқы сипаттамасы 3.12 – суретте көрсетілген.

Жүктемелік сипаттамасы — генератор қысқышындағы кернеудің жүктеме тоғы, қуат коэффициенті мен генератордың айналуы өзгеріссіз кезінде, қоздыру тоғына тәуелділігі, демек: U=fƒ(I_º), Cosφ=Const n =Const

Ол қандайда болмасын эксплуатациялық тәртіппен байланысты емес және синхронды машинаның кейбір өлшемдерін мысалы статор орамасының индуктивті шашырандылық кедергісін х₁, анықтауда көмекші ретінде пайдаланылады.

Генераторлардың параллель жұмысы. Тұтынушыларды энергиямен үздіксіз қамтамасыз ету үшін, электр станцияларында бір емес, бірнеше синхронды генераторлар орнатылады, олар бір желіде параллель істейді. Тұтынушылар қабылдайтын қуаттың өзгеруіне қарай, түнгі немесе күндізгі кездерде, генераторлардың белгілі санының қосуға немесе ажыратуға тура келеді. Ондағы мақсат, олардың қалыпты жүктелуі мен ПӘК-нің жоғарғы болуына жету. Қатар реттейтін синхронды генераторларға және реактивті қуаттарды бөлу қоздыру тоғын өзгерту арқылы алғашқы қозғалтқыштың айналдыру моментін немесе ротор полюстьерінің магнит ағындарын өзгерту. Параллель істеуге қосылған генераторлардың қалыпты кернеулері мен жиіліктері бірдей болуы тиіс. Желіге қосар алдында генераторлардың қысқыштарындағы кернеу мен генератор қосылатын желінің кернеулері бірдей болуына жетуі керек. Ол қосылатын генератордың орамасындағы тоқты өзгерту мен айналу жылдамдығын реттеу арқылы атқарылады. Бұл міндетті шарт болып табылады және генераторды желіге қосқанға дейін атқарылуы тиіс. Генераторды желіге қосқан сәтте, қосылған генератор мен желінің аттас фазалары арасындағы кернеу нөлге тең болуы тиіс, ол шамды синхроноскоп деп аталатын 3.13 және 3.14 – суреттерде көрсетілген сұлба бойынша генератор мен желі қысқыштарына жалғанған үш қыздыру шамы арқылы белгіленеді. Генераторларды параллель істеуге қосудың бірнеше әдістері қолданылады. Солардың ішіндегі негізгілері үшеу:

- өшіруге қосу;

- жүгірме немесе айналатын сәулеге қосу;

- өздігінен синхрондану әдісімен қосу.

3.14-сурет. Синхронды генераторды «жүгіртпе сәуле» тәсілі бойынша қатарласа жұмыс істеуге қосу сұлбасы.

3.15-сурет. Синхронды қозғалтқыштың жұмысшы қорытынды сипаттамасы.

«Өшіруге» қосу тәсілі. 3.13 – суретте шамды өшіруге қосу көрсетілген. Желіге қосылған генераторды жүргізіп және кернеумен айналу бойынша алдынала шарттарды орындаған соң, шамдар бір мезгілде өшіп, аз уақыттан соң бірнеше секундқа жанады. Егер шамдардың жану мен сөнуі бір уақытта болмаса, онда желі мен генератор фазалары үйлеспегені, оны қалпына келтіру үшін генератордағы екі фазаның орынын (генератор қысқыштарына жалғанған екі сым) ауыстырады немесе оның айналу бағытын өзгертеді. Сөну мен жану уақытының арасы аса үлкен болмаса, қосылған генератордың айналу жылдамдығын өзгерту арқылы оның ұзақтығын реттеу керек. Генераторды қосу, шамдардың толық сөнген сәтінде атқарылады. Генератордың қосылу сәтін дәлірек анықтау үшін шамдардың біріне қатарластырып нөлдік вольтметр қосады.

«Жүгірме сәулені» қосу тәсілі. 3.14 – суретте көрсетілген. Мұнда, шамдар кезекпен жанып сөнеді де, жүгірме сәуле жасайды. Желі мен қосылған генератор фазаларының кезектесуі өшіруге қосу тәсіліндегідей шамдар бір мезгілде жанып сөнеді. Мұндай жағдайда, генератормен желі ұштарының фазалық сәйкестену үшін, екі фазаның орнын ауыстыру керек. Генераторды желіге қосу, генератор мен желінің аттас фазасына жалғанған бір шамы өшкен және айқастыра қосылған шамдар бірдей қызарып жанған сәтте (генератордың екі фазасы желінің фазасына сәйкес келмейді) атқару керек. Бұл әдіс кезінде жүгірме сәуленің жылдамдығы желімен қосылған генератордың жиілігінің айырмасына сәйкес болады. Егер қосылған генератор жылдамдығы синхрондыдан аз болса, сәуле бір жаққа қарай, жылдамдық синхрондыдан жоғары болса – басқа жаққа жылжиды. Жүгірме сәуленің қозғалу бағытына қарап, қосылған генератордың жылдамдығын көбейту және азайту қажеттілігі туралы бағалауға болады. Оны сөнуге қосу әдісі атқара алмайды. Егер шамдары шеңбер бойына бір қалыпты орналастырса шамның кезекпен жанып сөнуі, сәуле айналып тұрғандай әсер туғызады, бұл әдісті солай деп жиі атайды.

«Өздігінен синхърондау» әдісімен қосу тәсілі. Синхронды генераторларды пареллель істеуге «өздігінен синхрондану» әдісімен қосу тәсілі мына ретпен жүргізіледі. Әуелі генератор менфазаларының кездесуі сәйкестендіріледі. Содан кейін, қоздырылмаған синхронды генератор білігінің айналуының статор орамасы желіге қосылған соң пайда болатын магнит өрісінің бағытымен синхрондылыққа немесе соған жақын шамаға жеткізеді. Осыдан кейін генератор желіге асинхронды машина ретінде қосылып соның ізін ала ротордың қоздыру орамасына тұрақты тоқ беріледі. Генератор өзі автоматты түрде синхрондылыққа тартылып, басқа генераторлар мен желінің жұмыстарын бұзбастан біртіндеп жүктеледі.

Синхронды электр қозғалтқыш. Синхронды қозғалтқыштар синхронды генераторлар мен асинхронды қозғалтқыштарға қарағанда, әсіресе, шағын және орташа қуаттылары аз таралған. Олар негізінен қозғалтқыш білігіндегі жұмысшы жүктеме шегіндегі аралықта айналымын тұрақты ұстап тұруы керек ететін тетіктер мен машиналар жетегі үшін пайдаланылады (соруыштар, компессорлар, прокат стандары және т.б.). Синхронды қозғалтқыштардың 3.15 – суретте көрсетілген жұмысшы сипаттамалары әдетте, қуаттылығы бірдей асинхронды қозғалтқыштардың жұмысшы сипаттамаларынан артық болады. Алысқа таратылған, сондай – ақ көп мөлшерде реактивті қуат тұтынатын қазіргі заманғы электр желілерінде біліктеріне жүктеме түспей істейтін синхронды қозғалтқыштар кең қолданылады. Мұндай синхронды машиналарды синхронды орын толтырғыштар дейді, олар асақоздырылған синхронды машиналардың, желіге артық индуктивті қуат беру, ал жете қоздырылмаса индуктивті қуатты желіден тұтыну қасиеттерін пайдаланады. Асақоздырылған синхронды қозғалтқыщ бос жүріс кезінде (синхронды конпенсатор) желіге қосылған және қуат коэффициентін cosφ жақсартатын электр конденсаторының қызметін атқарады.

Дата добавления: 2015-07-16