Senkron makinelerin cihazı, uyarma yöntemleri. Çalışma prensibi

Makinenin yapısal şeması. Senkron makineler sabit veya döner armatür ile gerçekleştirilir. Statordan elektrik enerjisinin çıkarılması veya sağlanması kolaylığı için yüksek güçlü makineler sabit bir ankrajla gerçekleştirilir (Şekil 1.2, fakat)

Uyarma gücü küçük olduğundan itibaren armatürden çıkarılan güç (% 0,3-3), iki halka kullanarak uyarma sargısına doğru akım beslemesi herhangi bir özel zorluğa neden olmaz. Küçük güçteki senkron makineler hem sabit hem de döner armatür ile gerçekleştirilir.

Pirinç. 1.2 - Senkron bir makinenin yapısal şeması

sabit ve döner ankrajlı:

1 - armatür, 2 - armatür sargısı, 3 - indüktör direkleri,

4 - uyarma sargısı, 5 - halkalar ve fırçalar

Senkron, döner armatürlü ve sabit indüktörlü makine (Şekil 1.2, B) isminde tersine çevrildi.

Pirinç. 1.3 - Senkron çıkıntılı kutup rotorları(fakat) ve örtük(6) makineler:

1 - rotor çekirdeği, 2 - uyarma sargısı

rotor tasarımı

Rotor tasarımı. Sabit ankrajlı bir makinede iki rotor tasarımı kullanılır: çıkıntılı kutup - belirgin kutuplu (Şekil 1.3, fakat) ve dolaylı olarak polar - örtük olarak ifade edilen kutuplarla (Şekil 1.3, B). Çıkıntılı kutup rotoru genellikle dört veya daha fazla kutuplu makinelerde kullanılır. Bu durumda uyarma sargısı, direklerin göbekleri üzerine yerleştirilen ve direk parçaları ile takviye edilen dikdörtgen kesitli silindirik bobinler şeklinde gerçekleştirilir. Rotor, kutup çekirdekleri ve kutup parçaları çelikten yapılmıştır. 1500 ve 3000 rpm rotor hızında çalışan iki ve dört kutuplu yüksek güçlü makineler genellikle çıkıntılı olmayan bir kutup rotoru ile yapılır. Kutupların sabitlenmesi ve uyarma sargısının gerekli mekanik mukavemetini sağlama koşulları nedeniyle, içlerinde çıkıntılı kutuplu bir rotorun kullanılması imkansızdır. Böyle bir makinedeki uyarma sargısı, büyük çelik dövmeden yapılmış ve manyetik olmayan kamalarla güçlendirilmiş rotor çekirdeğinin oluklarına yerleştirilir. Sargının önemli merkezkaç kuvvetlerinden etkilenen ön kısımları çelik masif bandajlarla sabitlenir. Sinüzoidal'e yakın bir manyetik indüksiyon dağılımı elde etmek için, uyarma sargısı her kutup bölümünün 2/3'ünü kaplayan oluklara yerleştirilir.

Pirinç. 1.4 - Çıkıntılı kutuplu makinenin cihazı:

1 - gövde, 2 - stator çekirdeği, 3 - stator sargısı, 4 - rotor,

5 - fan, 6 - stator sargı uçları, 7 - kayma halkaları,

8 - fırçalar, 9 - uyarıcı

Şek. 1-4, bir çıkıntılı kutuplu senkron makinenin cihazını gösterir. Stator çekirdeği, yalıtılmış elektrik çeliği levhalarından monte edilir ve üzerinde üç fazlı bir armatür sargısına sahiptir. Uyarma sargısı rotor üzerinde bulunur.

Çıkıntılı kutup makinelerinde kutup parçaları genellikle, hava boşluğundaki endüksiyon dağılım eğrisinin bir sinüzoide yaklaşmasından dolayı kutup parçası ile stator arasındaki hava boşluğu direğin ortasında minimum ve kenarlarında maksimum olacak şekilde profillendirilir.

Çıkıntılı kutup rotorlu senkron motorlarda, kutup parçalarına çubuklar yerleştirilir. başlangıç ​​sarma(Şekil 1-5), direnci arttırılmış bir malzemeden yapılmıştır (pirinç vb.). Bakır çubuklardan oluşan aynı sargı ("sincap kafesli" tipi) senkron jeneratörlerde de kullanılır; onu çağırıyorlar yatıştırıcı veya amortisör sargısı, senkron bir makinenin geçici çalışması sırasında meydana gelen rotor salınımlarının hızlı bir şekilde sönümlenmesini sağladığı için. Senkron makine masif kutuplarla yapılırsa, kısa devreli sargılardaki akımın etkisine eşdeğer olan, başlatma ve geçici koşullar sırasında bu kutuplarda girdap akımları ortaya çıkar. Geçici süreçler sırasında rotor salınımlarının zayıflaması, bu durumda büyük rotorda kapanan girdap akımları ile sağlanır.

Senkron bir makinenin uyarılması

Senkron bir makinenin uyarılması. Uyarma sargısını sağlama yöntemine bağlı olarak, bağımsız uyarma ve kendi kendine uyarma sistemleri ayırt edilir. Bağımsız uyarma ile, senkron bir makinenin rotor miline monte edilmiş bir DC jeneratörü (uyarıcı), uyarma sargısına güç sağlamak için bir kaynak görevi görür (Şekil 1.6, fakat) veya senkron veya asenkron motor tarafından tahrik edilen ayrı bir yardımcı jeneratör.

Kendinden uyarma ile, uyarma sargısı, kontrollü veya kontrolsüz bir doğrultucu - yarı iletken veya iyonik (Şekil 1.6, B). Uyarma için gereken güç küçüktür ve senkron bir makinenin gücünün %0.3-3'ü kadardır.

Güçlü jeneratörlerde, bazen uyarıcıya ek olarak, bir alt uyarıcı kullanılır - ana uyarıcıyı heyecanlandırmaya yarayan küçük bir DC jeneratörü. Bu durumda, ana uyarıcı olarak bir yarı iletken doğrultucu ile birlikte bir senkron jeneratör kullanılabilir. Şu anda, diyotlar veya tristörler üzerine monte edilmiş bir yarı iletken doğrultucu aracılığıyla uyarma sargısının beslemesi, hem küçük ve orta güçteki motorlarda ve jeneratörlerde hem de güçlü turbo ve hidro jeneratörlerde (tristör uyarma sistemi) giderek daha fazla kullanılmaktadır. Uyarma akımı kontrolü i c, özel uyarma regülatörleri tarafından otomatik olarak gerçekleştirilir, ancak küçük güçlü makinelerde düzenleme, uyarma sargı devresinde bulunan bir reostat tarafından manuel olarak da kullanılır.

Son zamanlarda, güçlü senkron jeneratörlerde fırçasız uyarma sistemi adı verilen sistem kullanılmaya başlanmıştır (Şekil 8-6, içinde). Bu sistem ile, bir senkron jeneratör, bir uyarıcı olarak, armatür sargısının rotor üzerinde bulunduğu ve doğrultucunun doğrudan mile monte edildiği bir senkron jeneratör kullanılır.

Pirinç. 1.5 - Senkron motorlarda yol verme sargısının yerleşimi:

1 - rotor kutupları, 2 - kısa devre halkaları, 3 - sincap kafesli çubuklar,

4 - kutup parçaları

Uyarıcının alan sargısı, bir voltaj regülatörü aracılığıyla alt uyarıcı tarafından çalıştırılır. Bu uyarma yöntemiyle, jeneratörün uyarma sargısının besleme devresinde, uyarma sisteminin güvenilirliğini önemli ölçüde artıran kayan kontaklar yoktur. Jeneratörün uyarılmasını zorlamak gerekirse, uyarıcının voltajını artırın ve doğrultucunun çıkış voltajını artırın.

Uyarma sisteminin özellikleri, alan sargılı güç kaynağı ve otomatik kontrol cihazlarının özelliklerinin bir kombinasyonu ile belirlenir. Uyarma sistemleri şunları sağlamalıdır:

1) kazalar da dahil olmak üzere tüm modlarda senkron bir makinenin rotor sargısının güvenilir güç kaynağı;

2) yük nominal dahilinde değiştiğinde uyarma akımının kararlı düzenlenmesi;

3) yeterli performans;

4) uyarma zorlamak.

Uyarma sistemleri, güç kaynağına bağlı olarak sınıflandırılır-uyarma sargısı bağımlı (kendinden heyecanlı) ve bağımsız. W bağımlı - uyarılmış jeneratörün armatürünün ana veya ek sargısı tarafından desteklenmektedir. Bağımsız diğer kaynaklardan (tesisin yardımcı veri yollarından, bir uyarıcı veya bir yardımcı jeneratörden) güç alır.

Bağımsız uyarma sistemleri arasında şunlar vardır:

a) doğrudan uyarma sistemleri, uyarıcı veya yardımcı jeneratör rotorunun rotor ile aynı şaft üzerinde olduğu
senkron makine veya onunla bir hız düşürücü ile arayüzlenmiş;

b) dolaylı uyarma sistemleri, uyarıcının veya yardımcı jeneratörün rotorunun, bu amaç için özel olarak kurulmuş bir senkron veya asenkron motor tarafından tahrik edildiği.

1960'lara kadar doğrudan elektrikli uyarma sistemleri, senkron makinenin uyarma sargısının bir kollektör DC jeneratörü tarafından çalıştırıldığı - uyarıcı (Şekil 24.26, a).

GOST 533-76, GOST 5616-81 ve GOST 609-75 uyarınca, turbo ve hidro jeneratörler ve senkron kompansatörler sadece en güvenilir doğrudan uyarma sistemine veya kendi kendine uyarma sistemine sahip olabilir. Ancak elektrikli makine uyarma sistemleri, uyartım gücünün 800-1000 kW'ı aştığı 200 MW ve daha yüksek kapasiteli turbojeneratörlerde, anahtarlama koşullarına göre kullanılamaz.

V. artık daha yaygın hale geliyor valf uyarma sistemleri. Senkron motorlar ve küçük güç jeneratörlerinin yanı sıra büyük turbo jeneratörler, hidro jeneratörler ve güç sınırlama kurulumları da dahil olmak üzere senkron kompansatörler için kullanılırlar.

Üç ana tip valf uyarma sistemi vardır.

1. Bağımsız valf uyarma sistemi(Şek. 24.26, B) uyarma sargısına, rotoru ana jeneratör şaftına monte edilmiş bir yardımcı senkron jeneratör tarafından güç verildiği. Doğrultucu devrelerinde, bu durumda, üç fazlı bir köprü devresine göre monte edilmiş yarı iletken valfler (silikon diyotlar veya tristörler) kullanılır. Jeneratörün uyarılmasını düzenlerken, hem redresörlerin kontrol yetenekleri hem de yardımcı jeneratörün voltajını değiştirme olasılığı kullanılır.

2. Fırçasız uyarma sistemi, bağımsız bir valf sisteminden farklı olan (Şekil 24.26, B) alternatif akım sargısının bulunduğu ters çevrilmiş bir yardımcı senkron jeneratöre sahip olması nedeniyle 3 rotor üzerine yerleştirilmiştir. Bu sargıdan güç alan doğrultucu 5, ana jeneratör şaftı üzerinde bulunur. Bu sistemin avantajı, güçlü turbo jeneratörlerde binlerce amper için tasarlanması gereken kayar kontakların olmamasıdır.

3 . Kendinden uyarma sistemi(Şek. 24.26, içinde), alan sargısının ana veya ek armatür sargısından güç aldığı. Alternatif akımın düzeltilmesi, tristörler kullanılarak gerçekleştirilir. Transformatörler yardımıyla enerji eldesi gerçekleştirilir. 9 Ve 7, stator sargısına sırasıyla paralel ve seri olarak bağlanır. trafo 7 armatür sargısındaki voltaj önemli ölçüde azaldığında, yakın kısa devreler durumunda zorlamaya izin verir. Kendinden ikazlı sistem, içerisinde ikaz veya yardımcı jeneratör bulunmaması nedeniyle diğer sistemlere göre daha yüksek güvenilirliğe ve daha düşük maliyete sahiptir.

İkaz sistemlerinin önemli parametreleri, ikaz geriliminin nominal yükselme hızı, nominal ikaz gerilimi, ikaz zorlama oranıdır.

Nominal uyarma gerilimi- nominal uyarma akımı ile beslendiğinde uyarma sargısının terminallerindeki voltaj ve sargının direnci, hesaplanan çalışma sıcaklığına düşürülür.

Uyarma zorlama oranı- uyarma geriliminin en yüksek sabit değerinin nominal uyarma gerilimine oranı.

Uyarı devresinde, acil bir durumda uyarma akımını hızlı bir şekilde sıfıra indirmenin mümkün olduğu özel bir cihaz sağlanmıştır ( manyetik alanı söndürmek). Örneğin, stator sargısında dahili kısa devre olması durumunda, alan, uyarma sargısını özel bir söndürme direncine kapatan bir alan söndürme makinesi kullanılarak söndürülür.

Uzak kısa devreler sırasında şebeke voltajında ​​​​bir düşüşle senkron makineyi senkronize tutmak için, uyarma akımını zorlamaya başvururlar. Zorlama, makinenin röle koruması tarafından otomatik olarak gerçekleştirilir. Zorlamanın etkinliği, uyarma zorlamasının çokluğu ile karakterize edilir.

Dmitry Levkin

Uyarma sargılı senkron elektrik motorunun yapımı

Herhangi bir dönen gibi, uyarma sargılı senkron bir elektrik motoru, bir rotor ve bir statordan oluşur. Stator sabit kısımdır, rotor ise dönen kısımdır. Stator genellikle standart bir üç fazlı sargıya sahipken, rotor bir uyarma sargısı ile yapılır. Uyarma sargısı, fırçalar aracılığıyla gücün sağlandığı kayar halkalara bağlanır.

Uyarma sargılı senkron motor (fırçalar gösterilmemiştir)

Çalışma prensibi

Bir senkron motorun sabit dönüş hızı, sabit ve dönen manyetik alan arasındaki etkileşim nedeniyle elde edilir. Senkron motorun rotoru sabit bir manyetik alan yaratır ve stator dönen bir manyetik alan yaratır.

Senkron bir elektrik motorunun çalışması, statorun dönen manyetik alanı ile rotorun sabit manyetik alanının etkileşimine dayanır.

Stator: dönen manyetik alan

Stator bobinlerinin sargılarına üç fazlı bir alternatif voltaj uygulanır. Sonuç olarak, besleme voltajının frekansıyla orantılı bir hızda dönen dönen bir manyetik alan oluşturulur. "" makalesinde üç fazlı bir besleme voltajının nasıl oluştuğu hakkında daha fazla bilgi edinebilirsiniz.

Dönen (statorda) ve sabit (rotorda) manyetik alanlar arasındaki etkileşim

Rotor: kalıcı manyetik alan

Rotor sargısı, kayma halkaları aracılığıyla bir doğru akım kaynağı tarafından uyarılır. Doğru akım tarafından uyarılan rotor etrafında oluşturulan manyetik alan aşağıda gösterilmiştir. Aynı manyetik alana sahip olduğu için rotorun kalıcı bir mıknatıs gibi davrandığı açıktır (alternatif olarak, rotorun kalıcı mıknatıslardan yapıldığı düşünülebilir). Bir rotor ve dönen bir manyetik alanın etkileşimini düşünün. Rotora, dönen manyetik alanla aynı yönde ilk dönüşü verdiğinizi varsayalım. Dönen manyetik alanın ve rotorun zıt kutupları birbirini çekecek ve manyetik kuvvetlerin yardımıyla birbirine kenetlenecektir. Bu, rotorun dönen manyetik alanla aynı hızda döneceği, yani rotorun senkron hızda döneceği anlamına gelir.

Rotor ve statorun manyetik alanları birbirine bağlı

senkron hız

Manyetik alanın dönme hızı aşağıdaki denklemden hesaplanabilir:

• burada N s, manyetik alanın dönme frekansıdır, rpm,
• f stator akım frekansıdır, Hz,
• p kutup çiftlerinin sayısıdır.

Bu, bir senkron motorun hızının, besleme akımının frekansı değiştirilerek çok hassas bir şekilde kontrol edilebileceği anlamına gelir. Bu nedenle, bu motorlar yüksek hassasiyetli uygulamalar için uygundur.

Şebekeden bir senkron motorun doğrudan başlatılması

Senkron motorlar neden şebekeden başlatılmaz?

Rotorun başlangıç ​​dönüşü yoksa, durum yukarıda açıklanandan farklıdır. Rotorun manyetik alanının kuzey kutbu, dönen manyetik alanın güney kutbuna çekilecek ve aynı yönde hareket etmeye başlayacaktır. Ancak rotor belirli bir atalet momentine sahip olduğu için başlangıç ​​hızı çok düşük olacaktır. Bu süre zarfında dönen manyetik alanın güney kutbunun yerini kuzey kutbu alacaktır. Böylece, itici güçler ortaya çıkacaktır. Sonuç olarak, rotor ters yönde dönmeye başlayacaktır. Böylece rotor başlayamayacaktır.

Damper sargısı - senkron motorun şebekeden doğrudan başlatılması

Senkron bir elektrik motorunun kontrol sistemi olmadan kendi kendine çalışmasını gerçekleştirmek için rotorun uçları arasına damper sargısı olarak da adlandırılan bir "sincap kafesi" yerleştirilir. Elektrik motorunu çalıştırırken rotor bobinleri uyarılmaz. Dönen bir manyetik alanın etkisi altında, "sincap kafesinin" dönüşlerinde bir akım indüklenir ve rotor, başladığı gibi dönmeye başlar.

Rotor maksimum hızına ulaştığında rotor alan sargısına enerji verilir. Sonuç olarak, daha önce bahsedildiği gibi, rotorun kutupları, dönen manyetik alanın kutupları ile kenetlenir ve rotor, senkron bir hızda dönmeye başlar. Rotor senkron hızda döndüğünde, sincap kafesi ile dönen manyetik alan arasındaki bağıl hareket sıfırdır. Bu, kısa devreli dönüşlerde akımın olmadığı ve bu nedenle "sincap kafesinin" elektrik motorunun senkron çalışmasını etkilemediği anlamına gelir.

Senkronizasyondan çıkmak

Senkron motorlar, yükten bağımsız olarak sabit bir hıza sahiptir (yükün izin verilen maksimum değeri aşmaması şartıyla). Yük momenti, elektrik motorunun kendisi tarafından oluşturulan momentten büyükse, senkron dışına çıkacak ve duracaktır. Düşük besleme gerilimi ve düşük uyarma gerilimi de motorun senkron dışına çıkmasına neden olabilir.

senkron kompansatör

Senkron motorlar, sistem güç faktörünü iyileştirmek için de kullanılabilir. Senkron motorları kullanmanın tek amacı güç faktörünü iyileştirmek olduğunda, bunlara denir. senkron kompansatörler. Bu durumda motor mili mekanik bir yüke bağlı değildir ve serbestçe döner.

Endüstriyel kullanıma yönelik senkron motorlar, bağımsız bir DC kaynağından elektromanyetik uyarım alır. Aşağıdaki kaynaklar bu tür kaynaklar olarak kullanılır: Senkron motorla aynı şaft üzerine yerleştirilebilen (Şekil 7.6.6) veya ayrı bir motorla çalıştırılabilen DC jeneratörler (uyarıcılar); endüstriyel bir ağdan güç alabilen tristör kontrollü doğrultucular (Şekil 7.6, içinde), veya senkron motor ile aynı şaft üzerinde bulunan özel bir alternatörden. İkinci durumda (Şekil 7.6, d), yarı iletken doğrultucular, senkron bir makinenin (dönen doğrultuculara sahip bir sistem) rotorunda bulunur, bu nedenle, uyarma sargısına akım sağlamak için fırçalar ve halkalar gerekli değildir, yani. senkron makine olur temassız.

Hızlanma sırasında, motor asenkron modda çalışırken, uyarıcının enerjisi kesildiğinde uyarıcı rotor sargısına bağlanabilir. (kör bağlı bir uyarıcı ile şema), ve KM kontaktörü tarafından uyarma sargısından ayrılabilir (bkz. Şekil 7.1 ve 7.6'daki diyagramlar). İkinci durumda, uyarma sargısı kısa devre veya kısa devredir. Büyük kaymalarda sargıda önemli bir kayma EMF'si indüklendiğinden, hızlanma sırasında uyarma sargısının uçlarını açık bırakmak imkansızdır.

Uyarıcı olarak bir tristör dönüştürücü veya döner doğrultucu kullanıldığında, başlatma sırasında alan sargısı şönt tristörler aracılığıyla kısa devre yapar.

Pirinç.fakat- ayrı bir motor jeneratöründen; 6 - senkron motorun şaftında bulunan bir jeneratörden; içinde- tristör uyarıcısından; d- yerleşik jeneratörden

Şekil 7.6, c'deki devreyi düşünün. Motoru asenkron modda çalıştırırken, tristör dönüştürücünün voltajı UD sıfıra eşittir. Uyarma sargısında, etkisi altında zener diyotları aracılığıyla değişken bir kayma emf indüklenir VD yardımcı tristörler açık VS, ve uyarma sargısı deşarj direncinde kapanır R. Motor senkron altı hıza ulaştığında, kayma emk düşer, zener diyotları kapanır ve tristörler VS deşarj direncini kapatın, ardından dönüştürücüden uyarma sargısına doğru akım verilir UD.

Son yıllarda, senkron bir makinenin tasarımına yerleştirilmiş uyarıcılar yaygınlaştı (bkz. Şekil 7.6, d). Uyarıcı, rotoru senkron motor D'nin şaftına yerleştirilmiş bir senkron jeneratör G, kontrolsüz bir doğrultucu, yardımcı tristörlerden oluşur. VS ve deşarj dirençleri R2 Ve R3, ayrıca bir senkron motorun miline yerleştirilmiştir. Uyarma akımı, G jeneratörünün uyartım akımı değiştirilerek kontrol edilir. Senkron altı hıza ulaşıldığında, uyartım sargısını şöntleyen devreler açılır ve sargıya bir doğru akım verilir, ardından motor senkronizasyona çekilir, hız senkronize ulaşır ve ardından senkron modda çalışır.

Senkron modda çalışma sırasında motor uyarma akımının düzenlenmesi, kural olarak, uyarma ACS tarafından gerçekleştirilir. İki ana işlevi yerine getirir. Birincisi, senkron modda kararlı çalışmayı sağlamaktır. Yük arttığında veya besleme gerilimi düştüğünde, uyarma ACS uyarma akımını zorlar (artırır), böylece senkron modda maksimum motor torkunu arttırır (bkz. Şekil 7.4). İkincisi, motorun stator devresinde dolaşan reaktif gücün otomatik kontrolünün uygulanmasıdır.

Uyarma akımının blok şeması genellikle inşa edilmiştir çift devre (Şekil 7.7). Dahili uyarma akımı devresi, ayarlanan uyarma akımını stabilize etmeye yarar. Uyarma akımı regülatörü p () orantılı veya orantılı-integral olarak alınır. Belirtilen f'nin sabit tutulmasının sağlanması, stator devrelerinin gerçek f değerine dayalı olarak pozitif geri beslemeli bir uyarma akımı ayar sinyali üretilerek sağlanır:

Buna karşılık gelen uyarma akımı ise UB belirli bir yükte belirli bir güç faktörünü elde etmek için yetersizse, bileşik geri besleme uyarma akımını arttırır. Katsayının arttırılması, verilen f'yi korumanın doğruluğunu arttırır, ancak yük uygulandığında stator akımında dalgalanmalara neden olur. Stator akımının dalgalanmasını azaltmak için devre, stator akımının etkin değeri hakkında esnek geri besleme sağlar. Esnek geri bildirim, bir filtre ile farklılaştırıcı bir bağlantı olarak oluşturulur.

En yaygın jeneratör uyarma sistemi, senkron jeneratör ile aynı eksende bulunan bir DC jeneratörüdür (Şekil 8.8).

DC jeneratörü, armatür sargısına paralel olarak bağlanan uyarma sargısı ile genellikle kendi kendine uyarma modunda çalışır. Kayma halkaları aracılığıyla DC jeneratör terminallerinden gelen voltaj K 1 Ve K 2, jeneratörün uyarma sargısına uygulanır.

Yüksek güçlü jeneratörleri uyarmak için üç fazlı bir alternatif akım uyarıcısı ve üç fazlı bir doğrultucu monte edilmiştir (Şekil 8.9).

Bu durumda, üç fazlı uyarıcı sargı, uyarılmış jeneratörün dönen kısmında bulunur. Aynı parçaya üç fazlı bir doğrultucu monte edilmiştir. Sadece ana jeneratörün ankrajına güç vermek yeterlidir. Uyarıcı armatürü, harici bir DC kaynağı ile veya aynı dingil üzerine monte edilmiş ek bir DC uyarıcı ile çalıştırılabilir.

Üç fazlı bir jeneratörü uyarmak için kendi kendine uyarma ilkesi kullanılabilir (Şekil 8.10). Jeneratörün kendi kendine uyarılması için koşullar, DC jeneratörler ile aynıdır.

Doğrudan uyarma akımı, uyarma transformatöründen elde edilir, çünkü çoğu durumda uyarma gerilimi, şebeke ve doğrultucu geriliminden daha düşüktür. Uyarma akımını kontrol etmek için bir uyarma direnci kullanılır. Sabit bir jeneratör voltajını korumak için, uyarma akımının otomatik kontrolü için elektronik kurulumlarda uyarma kullanılabilir.

Çözüm

Kılavuzu yazmanın temel amacı, elektromekanik cihazların çalıştırılması teori ve pratiğinin materyalini, içeriğin bilgi içeriğini kaybetmeden basit erişilebilir bir dilde sunmaktı. Elektrikli makinelerin işleyişinin fiziksel temellerinin incelenmesi, çeşitli profillerdeki işletmelerde kullanılan diğer elektromekanik cihazların yapım ilkelerini anlamak için sağlam bir temeldir.

Yeni teknolojilerin hızlı gelişimi, üretim için bir dizi karmaşık bilimsel ve teknolojik sorunu ortaya çıkarmaktadır. Enerji, bu sorunların çözümünde kilit rol oynamaktadır. Bilimsel ve teknolojik devrim koşullarında, makine yapım kompleksinin ve özellikle elektrik mühendisliğinin gelişme hızı, enerji, yakıt endüstrisi, ulaşım ve iletişim, metalurji, makine alanındaki teknik ilerlemeyi büyük ölçüde belirler. alet yapımı ve alet yapımı, inşaat, tarımsal sanayi kompleksi vb.

Bu öğretici, endüstride kullanılan ana elektrikli makine türlerinin teorisinin temellerini, tasarım özelliklerini ve çalışma modlarını özetlemektedir. Aynı zamanda, bu makinelerin geliştirilmesinde, güvenilirliklerini, enerji performanslarını ve performanslarını iyileştirmeyi amaçlayan modern eğilimler not edildi.

Genel olarak, şu anda, yerli elektrik mühendisliğinin geliştirilmesinde aşağıdaki eğilimler gözlenmektedir:

Makinelerin ağırlığını, genel boyutlarını, içlerindeki enerji kayıplarını azaltmak için manyetik sistemlerin, sargıların ve soğutma sistemlerinin tasarımının iyileştirilmesi; makinelerin birim gücünde, dönüş hızında ve anma geriliminde artış, sarım yalıtım kalitesini artırarak, mümkünse fırça temaslarını ortadan kaldırarak ve kollektör makinelerinde komütasyon geliştirerek güvenilirlikte artış; güvenilirliği artırmak, performansı artırmak ve çıkış parametrelerinin (akım, voltaj, hız vb.) regülasyon aralığını genişletmek için elektromanyetik sistemi yarı iletken teknolojisinin (diyotlar, tristörler, transistörler) unsurlarıyla birleştiren yeni elektrik makineleri devrelerinin oluşturulması, lineer elektrik motorlarının ve pistonlu hareket motorlarının oluşturulması;

Küçük ve orta güçteki makinelerin ve seri ve seri üretime uyarlanmış mikro makinelerin daha teknolojik tasarımlarının geliştirilmesi; bilgisayar kullanımına, fiziksel ve matematiksel modellemeye dayalı elektrik makinelerinin hesaplanması için yöntemlerin geliştirilmesi; makinelerin ana parametreleri, tasarım öğeleri, kurulum boyutları, soğutma yöntemleri ve çevresel etkilerden korunma için standardizasyonun yaygın kullanımı.

Belirlenen görevlerin çözümünde öncü rol, şube araştırma ve tasarım enstitülerinin çalışanlarına aittir. Bilim adamları ve yüksek öğretim kurumlarının öğretmenleri de elektrik endüstrisindeki işçilere önemli yardımlar sağlamaktadır.

Otomasyon ve telemekanik şemalarda kullanılan elektrikli makineler, tasarım, çalışma prensibi ve çeşitli, bazen çok farklı otomatik kontrol, düzenleme ve kontrol şemalarında gerçekleştirdikleri işlevler bakımından çok çeşitlidir.

Hacmi üniversite müfredatıyla sınırlı olan tek bir kitapta kullanılan tüm elektrikli makinelerin tanımını vermek pratik olarak imkansızdır. Bu nedenle, bu kılavuzun yazarları, kendilerini yalnızca cihazı, çalışma prensibini, teorinin temellerini ve en yaygın kullanımı alan elektrikli makinelerin ana özelliklerini tanımlamakla sınırlayarak kendilerine böyle bir görev vermediler.

Bu eğitimde sunulan elektrikli makineler hakkında daha derinlemesine bilgi sahibi olmak istiyorsanız, kısaca okuyucu özel literatüre başvurabilir.

bibliyografya

1.Alekseev,A.E. Elektrik makinelerinin tasarımı / A.E. Alekseev. - M., 1958.

2.Ermeni,E.V. Elektrikli mikro makineler / E. V. Armensky,G.B. Falk. - M., 1984.

3.Bertinov,yapay zeka Havacılık Otomasyonu için Elektrik Makinaları / A.I. Bertinov. - M., 1961.

4.Brüskin,D.E. Elektrik Makinaları ve Mikromakineler /
D.E. Bruskin,A.E. Zarokhovich,V. S. Khvostov. - M., 1981.

5.Çardak,EVET. Temassız elektrikli makineler / Ama. - M., 1985.

6.Vinogradov,N.V. Elektrik makinelerinin tasarımı / N.V. Vinogradov,F.A. Goryainov,P.S. Sergeyev. - M., 1969.

7.Önemli,yapay zeka Elektrikli arabalar / A.I. Önemli. - L.: Enerji, 1969.

8.Vinokurov,V.A. Demiryolu taşımacılığının elektrikli arabaları / V. A. Vinokurov,D.A. Popov. - M., 1986.

9. kurt, yapay zeka Elektrikli arabalar / A.I. Voldek. - L.: Enerji, 1966.

10.altınberg,OD Elektrik makinelerinin tasarımı /
OD Goldberg,Ya.S. Gürin,I. S. Sviridenko. - M., 1982.

11.Yermolin,N.P. Düşük Güçlü Elektrik Makinaları / N.P. Ermolin.- M., 1975.

12.Ivanov-Smolensky,AV Elektrikli arabalar / A.V. Ivanov-Smolensky. - M., 1980.

13.Katzman,MM. Elektrikli arabalar / M. M. Katsman. - M., 1983.

14.Katzman,MM. Elektrik makinaları otomatik cihazlar / M. M. Katsman,F.M. Yuferov. - M., 1979.

15.Kopylov,I.P. Elektrikli arabalar / I.P. Kopylov. - M., 1986.

16.Kopylov,I.P. Elektromekanik enerji dönüşümü / I.P. Kopylov. - M., 1973.

17.Kostenko,MP Elektrikli arabalar. Bölüm 1 / M.P. Kostenko,L.M. Piotrovsky. - L., 1973.

18.Kostenko,MP Elektrikli arabalar. Bölüm 1. - Ed. 2. /
M.P. Kostenko,L.M.. Piotrovsky.- L.: Enerji, 1964.

19.Kostenko,MP Elektrikli arabalar. Bölüm 2. - Ed. 2. /
M.P. Kostenko,L.M.. Piotrovsky. - L.: Enerji, 1965.

20. Petrov,G.N. Elektrikli arabalar / G.N. PETROV - M., Gosenergoizdat, 1956. - Kısım I.

21.Petrov,G.N. Elektrikli arabalar / G.N. Petrov. - M., 1963. - II. Kısım; 1968. - Bölüm III.

22. Özel elektrik makinaları / ed. A.I. Bertinova.- 1982.

23.Kruşçev,V.V. Otomasyon sistemlerinin elektrik makinaları / V. V. Kruşçev. - L., 1985.

Önsöz. 3

Tanıtım. 4

Bölüm 1. Temel fiziksel işleyiş yasaları
elektrikli makineler. dokuz

Bölüm 2. DC makinelerin genel soruları. 13

2.1. DC makinelerin çalışma prensibi. 13

2.2. DC makinelerin tasarımı. 17

2.3. DC makinelerin armatür sargıları. on sekiz

2.4. Armatür sargılarının eş potansiyel bağlantıları. 31

2.5. Manyetik alan oluşturma yöntemleri veya uyarma yöntemleri
DC makineleri. 34

2.6. DC makinelerin armatür sargısının EMF'si. 36

2.7. Bir DC makinesinin şaftındaki mekanik tork. 39

2.8. Çalışan bir DC makinesinin manyetik alanı
bekleme modunda. 41

2.9. Yüklü bir DC makinesinin manyetik alanı.
çapa reaksiyonu. 42

2.10. DC makinelerin armatür sargısının değiştirilmesi. 45

Bölüm 3. DC motorlar. 49

3.1. DC motorların çalışma prensibi. 49

3.2. Bir DC motorun temel denklemleri. 51

3.3. Motorların kayıpları ve verimliliği
doğru akım. 51

3.4. DC motorların özellikleri. 54

3.5. DC motorların çalıştırılması. 65

3.6. DC motorların hız kontrolü. 71

Bölüm 4. DC jeneratörler. 80

4.1. DC jeneratörlerin uyarma yöntemine göre sınıflandırılması. 80

4.2. DC jeneratörlerin enerji diyagramı. 81

4.3. DC jeneratörlerin temel özellikleri. 86

4.4. Bağımsız uyarma ile jeneratörün özellikleri.. 86

4.5. Yüklenen jeneratörün çalışma noktası. 94

4.6. Paralel uyarılı jeneratörün özellikleri.. 95

4.7. Seri uyarmalı jeneratörler.. 100

4.8. Karışık uyarmalı DC jeneratörler.. 101

4.9. DC jeneratörlerin kullanımı. 105

4.10. Jeneratörlerin paralel çalışması. 106

Bölüm 5. Transformatörler .. 109

5.1. Transformatörlerin çalışma prensibi. 110

5.2. Tek fazlı transformatörlerin tasarımı. 112

5.3. Transformatördeki elektrik enerjisi kayıpları ve transformatörün verimi. 114

5.4. Transformatör boşta modu. 118

5.5. Transformatörün yük modunda çalışması. 121

5.6. İndirgenmiş transformatör ve eşdeğer devresi. 124

5.7. Transformatör parametrelerinin deneysel olarak belirlenmesi. 129

5.8. Transformatörün çıkış voltajını değiştirme
yük akımı değiştiğinde. Dış karakteristik
transformatör 132

5.9. Transformatörlerin dış özellikleri. 135

5.10. Üç fazlı transformatörler. Üç fazlı transformatörlerin çalışma prensibi 137

5.11. Üç fazlı sargıları bağlamak için şemalar ve gruplar
transformatörler. 141

5.12. Özel transformatörler.. 145

5.13. Transformatörlerin paralel çalışması. 150

Bölüm 6. Asenkron makineler .. 154

6.1. Asenkron motorların manyetik alanları. dönen
bir manyetik alan. 154

6.2. Eliptik ve titreşimli manyetik alanlar. 160

6.3. Asenkron motorun çalışma prensibi. 165

6.4. Asenkron motor yapımı. 168

6.5. Asenkron makinelerin sargıları. 170

6.6. Stator ve rotor sargılarının elektromotor kuvvetleri. 177

6.7. Asenkron makinelerin manyetik akısı. 178

6.8. Bir endüksiyon motorunun vektör diyagramı. 181

6.9. Asenkron bir motorun elektriksel eşdeğer devresi. 184

6.10. Asenkron bir makinenin enerji süreçleri.. 186

6.11. Bir asenkron motorun enerji diyagramı. 188

6.12. Asenkron bir makinenin torkunun genel denklemi.. 189

6.13. Asenkron mekanik karakteristik denklemi
motor. 191

6.14. Kloss formülü. 194

6.15. Asenkron bir makinenin eşdeğer eşdeğer devresi
şebeke terminallerine bağlı mıknatıslama devresi ile.. 196

6.16. Asenkron bir makinenin pasta diyagramı. Bir çizelge oluşturma.. 198

6.17. Pasta grafik analizi.. 202

6.18. Üç fazlı asenkron motorların çalıştırılması. 207

6.19. Faz rotorlu motorların çalıştırılması .. 207

6.20. Sincap kafesli motorun çalıştırılması .. 210

6.21. Özel rotor sargılı ve iyileştirilmiş başlatma özelliklerine sahip motorlar. 214

6.22. Üç fazlı asenkron motorun 216 hızını kontrol etmenin yolları

6.23. Asenkron motorların performans özellikleri. 222

6.24. Asenkron motorun çeşitli modlarda çalışması. 226

6.25. Modda faz rotorlu asenkron bir makinenin çalışması
üç fazlı voltaj regülatörü. 227

6.26. Tek fazlı asenkron motorlar. 228

6.27. Asenkron motorun sonuçlarını işaretleme. 232

Bölüm 7. Senkron jeneratörler .. 234

7.1. Senkron makinelerin çalışma prensibi. 234

7.2. Senkron makinenin tasarımı.. 237

7.3. Jeneratör boşta modu. 238

7.4. Senkron bir makinenin armatür reaksiyonu.. 240

7.5. Üç fazlı senkron jeneratörün vektör voltaj diyagramları 245

7.6. Senkron bir jeneratörün çıkışındaki voltaj değişikliği. 249

7.7. Bir senkron jeneratörün temel özellikleri. 253

7.8. Üç fazlı jeneratörler veya paralel şebekeye dahil etme
alternatörlerin çalışması. 257

7.9. Senkron jeneratörlerin açısal özellikleri. 261

7.10. Senkronizasyon gücü ve senkronizasyon torku. 264

7.11. Uyarma akımının senkron çalışma modu üzerindeki etkisi
jeneratör. 264

7.12. Enerji kaybı ve verimlilik
senkron jeneratör. 266

Bölüm 8. Senkron motorlar. 269

8.1. Senkron motorların çalışma prensibi. 269

8.2. Bir senkron motorun vektör voltaj diyagramı. 270

8.3. Senkron motorun gücü ve mekanik torku. 271

8.4. V senkron motorların şekilli özellikleri. 272

8.5. Senkron motorun özellikleri. 274

8.6. Senkron motorlar için yol verme yöntemleri. 275

8.7. Senkron kompansatörler.. 277

8.8. Senkron makinelerin uyarılma yolları. 277

Çözüm. 280

Referanslar.. 282

Eğitim sürümü

Goryaçev Vladimir Yakovleviç

Caz Nikolay Borisoviç

Nikolaev Elena Vladimirovna

elektromekanik

Editör V. V. Çuvaşova

Teknik editör NA Vyalkova

düzeltici N. A. Sidelnikova

bilgisayar düzeni N.V. İvanova

07.12.09 üretime girdi. 60x841/16 biçimlendirin.

Dönş. fırın ben. 16.74. Uch.-ed. ben. 19.98.

Dolaşım 100. Sipariş No. 643. "C" 164.

_______________________________________________________

PSU yayınevi

440026, Penza, Kırmızı, 40.