Статическая устойчивость параллельной работы СГ с мощной сетью

При малейшем приращении мощности первичного двигателя ротор С.Г. получит приращение угла q, при котором электромагнитная мощность Р_ЭМ и соответственно тормозной электромагнитный момент окажутся меньше, чем в предыдущем режиме. Благодаря этому возникнет дальнейшее увеличение угла q, электромагнитной мощности и момента, благодаря чему частота вращения ротора возрастает и С.Г. выйдет из синхронизма. При попытке уменьшить мощность Р_ДВ тормозной момент М_ЭМ станет больше вращающего момента первичного двигателя, ротор уменьшит частоту вращения, соответственно уменьшится уголq и режим работы С.Г. перейдет в точку А. Это значит, что точка В соответствует неустойчивому положению равновесия.

В точке А С.Г. будет работать устойчиво, поскольку положительному изменению вращающего момента М_ДВ соответствует положительное изменение тормозного момента М_ЭМ. При уменьшении вращающего момента уменьшается и тормозной момент за счет уменьшения угла q.

Устойчивость работы С.Г. в рассмотренном выше варианте называют статической устойчивостью при малых медленных отклонениях (возмущениях). Математическим критерием статической устойчивости является выполнение неравенств:

; .

Физическую сущность способности С.Г. устойчиво работать параллельно с мощной сетью можно показать на рисунках и на макете синхронного генератора, имея в виду, что при нагрузке С.Г. в обмотке статора протекают токи и существует магнитное поле статора, неподвижное относительно ротора, и они вращаются синхронно с угловой скоростью v₁.

В режиме холостого хода Р_ЭМ = 0; М_ЭМ= 0 и q = 0.

При увеличении мощности первичного двигателя угол q возрастает в положительном направлении, возникают силы взаимодействия полей статора и ротора, силовые линии результирующего поля как бы натягиваются и стремятся увлечь за ротором и поле статора. При этом создается тормозной электромагнитный момент. По мере увеличения угла q эти силы возрастают до определенного предела. Критическим значением угла q является q = + 90°.

При уменьшении мощности первичного двигателя относительно режима холостого хода угол q возрастает в отрицательном направлении и в этом случае магнитное поле статора как бы тянет за собой ротор и машина переходит в режим синхронного двигателя.

C увеличением угла q свыше + 90° возникают силы взаимного отталкивания одноименных полюсов, электромагнитные связи между полями статора и ротора как бы рвутся и ротор будет вращаться с несинхронной скоростью, что соответствует аварийному режиму работы машины.

Таким образом, устойчивая работа синхронной машины возможна при условии, что угол q находится в пределах .

Итак, пределом статической устойчивости неявнополюсных С.М. является значение q =q_ПР = ±90°.

2. Характеристики ГПТ с параллельным возбуждением.

Регулирование характеристики генераторов с соответствующим возбуждением показаны на рисунке.

Вид характеристик обусловлен теми же факторами, что и для внешних характеристик.

3 В каком режиме окажется АД, если при его работе под нагрузкой произошел обрыв цепи фазы, если обмотка статора соединена в звезду?

При соединении трехфазной обмотки статора звездой, если обрыв фазы произошел во время работы двигателя при нагрузке, не превышающей половины от номинальной, двигатель будет продолжать работать, но с несколько большим потреблением энергии (примерно на 15-20 %) из сети. Частота вращения при этом понижается незначительно. В случае больших нагрузок двигатель останавливается и, если не срабатывает зашита, обмотка выходит из строя.
При подозрении на обрыв фазы двигатель необходимо остановить и запустить вновь. Если фаза оборвана, двигатель гудит и не разворачивается даже на холостом ходу, так как вместо вращающегося в нем появляется пульсирующее магнитное поле.

Для чего предназначен коллектор в МПТ и как он устроен?

Коллектор предназначен для преобразования переменной ЭДС в постоянную - в генераторе и постоянный ток в переменный - в двигателе. Состоит из пластин твердотянутой меди. Между пластинами коллектора прокладываются листочки из миканита (слюды) толщиной 0,5—1 мм. Пластины коллектора имеют выступ, напоминающий форму ласточкина хвоста. На вал со стороны якоря надевают изолирующую втулку, которая своим коническим выступом входит в прорезь ласточкина хвоста. С другой стороны, коллекторные пластины удерживаются нажимным изолирующим диском, выступы которого также заходят в прорези ласточкина хвоста. Чтобы коллекторные Пластины не рассыпались, втулка и нажимной диск стягиваются болтами.