Тест по теме: Синхронные двигатели
1)Синхронизм синхронного генератора, работающего в энергосистеме невозможен, если
a) Вращающий момент турбины больше амплитуды электромагнитного момента;
b) Вращающий момент турбины меньше амплитуды электромагнитного момента;
c) Всегда возможен.
d) Эти моменты равны
2) С какой целью на роторе синхронного двигателя иногда размещают дополнительную короткозамкнутую
обмотку?
a) Для увеличения к.п.д.
b) Для регулирования скорости вращения.
c) Для раскручивания ротора при запуске.
d) Для увеличения вращающего момента.
3)Каким должен быть зазор между ротором и статором синхронного генератора для обеспечения синусоидальной формы индуцируемой ЭДС?
a) Увеличивающимся от середины к краям полюсного наконечника.
b) Уменьшающимся от середины к краям полюсного наконечника.
c) Волнистым.
d) Строго одинаковым по всей окружности ротора
4)К какому источнику электрической энергии подключается обмотка статора синхронного двигателя?
a) К источнику постоянного тока.
b) К источнику однофазного переменного тока.
c) К источнику двухфазного переменного тока.
d) К источнику трехфазного тока
5)В качестве каких устройств используются синхронные машины?
a) Двигатели.
b) Генераторы.
c) Синхронные компенсаторы.
d) Всех перечисленных
6)Турбогенератор с числом пар полюсов р = 1 и частотой вращения магнитного поля n = 3000 об/мин.Определить частоту тока f ?
a) 250 Гц. b) 50 Гц. c) 5 Гц. d) 500 Гц.
7)При работе синхронной машины в режиме двигателя электромагнитный момент является
a) Вращающим.
b) Нулевым.
c) Тормозящим.
d) Ускоряющим
8)Включение синхронного генератора в энергосистему производится:
a) В режиме холостого хода.
b) В режиме короткого замыкания..
c) В рабочем режиме.
d) В режиме возбуждения
9)Каким образом возможно изменять в широких пределах коэффициент мощности синхронного двигателя?
a) Воздействуя на ток в обмотке статора двигателя.
b) Воздействуя на ток возбуждения двигателя.
c) Меняя напряжение сети.
d) Это сделать невозможно
10)Для включения генератора в сеть необходимо одно из условий:
a) Разное чередование фаз в сети и генераторе.
b) Большая мощность генератора.
c) Одинаковое чередование фаз в сети и генераторе.
d) Разность частот эдс генератора и напряжения сети;
Источник
7.Втягивание в синхронизм синхронного двигателя.
Пуск синхронного двигателя непосредственным включением в сеть невозможен, т.к. ротор из-за своей значительной инерции не может быть сразу увлечен вращающимся полем статора, частота вращения которого устанавливается мгновенно. В результате устойчивая магнитная связь между статором и ротором не возникает. Для пуска синхронного двигателя приходится применять специальные способы, сущность которых состоит в предварительном приведении ротора во вращение до синхронной или близкой к ней скорости, при которой между статором и ротором устанавливается устойчивая магнитная связь.
асинхронный пуск (в индукторе лежит короткозамкнутая обмотка, которая при подключении к якорю источника питания сцепляется с создаваемым вращающимся магнитным потоком и приводит в движение индуктор);
частотный пуск (с помощью преобразователя частоты в обмотке якоря создаются в начале малые частоты тока, которые генерирует медленно вращающееся магнитное поле, увлекающее за собой индуктор);
пуск посредством разгонного двигателя (посредством приводного двигателя ротор приводиться во вращение до подсинхронной частоты. Далее приводной механизм отключается и так как разность частот вращения мала у поля и индуктора, последний втягивается в синхронную частоту вращения) .
После разгона ротора до частоты вращения, близкой к синхронной, обмотку возбуждения подключают к источнику постоянного тотка. Образующийся при этотм синхронный момент втягивает ротор двигателя в синхронизм.
Чем меньше нагрузка на валу двигателя, тем легче его вхождение в синхронизм. Явнополюсные двигатели малой мощности, пускаемые без нагрузки на валу, иногда входят в синхронизм лишь за счет реактивного момента, т.е. даже без включения обмотки возбуждения.
С увеличением нагрузочного момента на валу вхождение двигателя в синхронизм затрудняется. Наибольший нагрузочный момент, при котором ротор синхронного двигателя еще втягивается в синхронизм, называют моментом входа двигателя в синхронизм Мвх.
8.Отношение кз в синхронной машине. Опытное определение полного синхронного сопротивления.
Отношение КЗ– это отношение установившегося тока КЗIKOпри токе возбуждения, который при холостом ходе иn=nндаетE=Uн, к номинальному току якоряIн:
Еслиif0иifk– соответственно токи возбуждения на ХХ, когдаU=Uн, и при установившемся КЗ, когдаI=Iн, то по подобию треугольниковOAA’иOBB’
. Величина о.к.з., определяет предельную величину нагрузки, которую способен нести генератор при установившемся режиме работы, причем чем больше о.к.з., тем больше предельная нагрузка. Чем больше величина зазора δ между статором и ротором, тем больше о.к.з.
Один из важнейших параметров синхронной машины – отношение короткого замыкания ОКЗ, которое представляет собой отношение тока возбуждения Iв0ном, соответствующего номинальному напряжению при хх, к току возбуждения Iв.к.ном, соответствующему номинальному току статора при опыте кз. Для турбогенераторов ОКЗ = 0,4-1,0; для гидрогенераторов ОКЗ = 0,8-1,8.
Знание ОКЗ имеет большое практическое значение при оценке свойств синхронной машины: генераторы с малым ОКЗ менее устойчивы при параллельной работе, имеют значительные колебания напряжения при изменениях нагрузки, но такие генераторы имеют меньшие габариты, следовательно дешевле генераторов с большим ОКЗ.
Источник
Условия синхронизации синхронных генераторов
Основные сведения
Синхронизация синхронных генераторов
Подготовка СГ к включению на параллельную работу и сам процесс включения называются синхронизацией.
Эти способы рассмотрены ниже.
Для безударного включения СГ на параллельную работу необходимо выполнить следующие условия синхронизации:
1. равенство напряжения U
сети и ЭДС Е
подключаемого генератора, т. е.
|U| = | Е| .
2. равенство частот сети fи подключаемого генератора f , т. е. f= f .
3. совпадение по фазе одноименных векторов фазных напряжений обоих генераторов, или, иначе, равенство нулю угла сдвига по фазе указанных векторов, т. е. φ = 0°.
4. одинаковый порядок чередования фаз 3-фазных генераторов, т.е. А— В -Си
А-В— С. На практике это означает, что выводы А, В и С каждого генератора должны при включении на шины, подключаться к шинам соответственно А, В и С ГЭРЩ.
Объясним, как проверяется выполнение этих условий и что надо делать при их нарушении.
Для проверки выполнения первого условия используют вольтметр с переключателем, позволяющим поочередно измерить напряжение на шинах (сети) и на зажимах генератора, включаемого на шины.
Если напряжение подключаемого генератора больше (меньше) напряжения на шинах, то поступают так:
1. при ручном регулировании вручную уменьшают (увеличивают) ток возбуждения подключаемого генератора при помощи реостата возбуждения, рукоятка которого выведена на лицевую часть генераторной панели каждого генератора;
2. при автоматическом управлении уменьшают (увеличивают) ток возбуждения воздействием на регулятор уставки напряжения автоматического регулятора напряжения (АРН) генератора, рукоятка которого выведена на лицевую часть генераторной панели каждого генератора.
Для проверки выполнения второго условия используют частотомер с переключателем, позволяющим поочередно измерить частоту напряжения на шинах (сети) и на зажимах генератора, включаемого на шины.
Если частота тока подключаемого генератора больше (меньше) частоты тока на шинах, то у подключаемого генератора уменьшают (увеличивают) подачу топлива дизелю поворотом рукоятки управления серводвигателя в сторону «Меньше» («Больше»).
Эта рукоятка выведена выведена на лицевую часть генераторной панели каждого генератора.
Для проверки выполнения третьего условия используют ламповый или стрелочный синхроноскоп. Включить генераторный автомат надо в момент, когда погаснут все 3 лампы (если синхроноскоп включен по схеме «на темноту»), либо верхняя (если синхроноскоп включен по схеме «на вращение огня»), либо если стрелка синхроноскопа займет положение «12 часов».
Проверка выполнения четвертого условия в процессе эксплуатации судна не делается. Это объясняется тем, что необходимый порядок подключения генераторов к шинам обеспечивают специалисты-электромонтажники судоверфи.
Поэтому судовым электромеханикам нет надобности проверять выполнение этого условия.
Однако после выполнения ремонтно-профилактических работ, в ходе которых генератор отсоединялся от шин ГЭРЩ, проверка выполнения этого условия обязательна.
Если все условия синхронизации выполнены, то включение генератора на шины ГРЩ будет безударным, а сам генератор после включения останется работать в режиме холостого хода.
10.3. Последствия нарушений условий синхронизации.
От того, какое именно условие не выполнено, зависят последствия нарушения условий синхронизации. Рассмотрим поочередно нарушение каждого из перечисленных условий.
1. При нарушении первого условия | U| ≠ | E|.
В этом случае в замкнутой цепи, образованной последовательно включенными через шины ГЭРЩ обмотками статоров СГ, возникнет т.н. уравнительный ток.
Этот ток, протекая через обмотки статоров обоих генераторов, подмагничивает генератор с меньшим напряжением и размагничивает генератор с большим напряжением.
В результате напряжения параллельно включенных генераторов выравняются.
Вместе с тем уравнительный ток нагружает обмотки статоров обоих генераторов, нагревая их и линии электропередачи между генераторами и не позволяя использовать генераторы по току полностью.
2. При нарушении второго условия синхронизации f ≠ f .
Сразу после включения генератора на шины возникнет переходный процесс, характер которого зависит от значения разности частот обоих генераторов.
Если разность частот менее 0,75 Гц, то после подключения генератора его ротор совершит несколько колебательных движений (качаний) с постепенно убывающей амплитудой и затем под действием собственной синхронизирующей мощности втянется в синхронизм.
После этого роторы обоих генераторов станут вращаться с одинаковой скоростью.
Если эта разность составляет несколько герц, ротор подключенного генератора может не войти в синхронизм и будет перемещаться относительно ротора другого генератора.
Возникающие при этом механические толчки на валу могут привести к тому, что не только подключенный генератор не войдет в синхронизм, но могут выпасть из синхронизма другие параллельно работающие генераторы.
3. Последствия нарушения третьего условия (φ ≠ 0°) зависят от взаимного положения роторов в момент включения генератора на параллельную работу.
Рассмотрим 3 характерных случая:
а) генератор включен при положении стрелки синхроноскопа «без пяти минут 12 часов» (при этом стрелка синхроноскопа должна вращаться по часовой стрелке).
В этом случае он сразу же перейдет в генераторный режим и снимет часть нагрузки с работающего генератора.
При этом на валах обоих генераторов возникнут динамические моменты: тормозного характера у подключенного генератора и подкручивающего у работающего.
После этого надо постепенно подачу топлива увеличивать у подключенного генератора и одновременно уменьшать у работающего. В момент времени, когда показания кило ваттметров обоих генераторов станут одинаковыми, надо перестать изменять подачу топ-лива.
б) генератор включен при положении стрелки синхроноскопа «пять минут после 12 часов».
В этом случае он сразу же перейдет в двигательный режим и добавит нагрузку на работающий генератор.
При этом на валах обоих генераторов возникнут динамические моменты: подкручивающий у подключенного и тормозной у работающего генератора.
В результате «подкручивания» подключенный генератор может пойти «вразнос» и будет отключен защитой по обратной мощности.
Если защита не сработала, что может быть при небольшом, неопасном значении обратной мощности подключенного генератора, надо сразу после включения начать увеличивать подачу топлива у подключенного генератора и уменьшать у работающего.
В момент времени, когда показания киловаттметров обоих генераторов станут одинаковыми, надо перестать изменять подачу топлива.
в) генератор включен на шины при положении стрелки синхроноскопа «6 часов».
В этом случае ротор подключенного генератора «перевернут» по отношению к ротору работающего.
При этом в замкнутой цепи, образованной последовательно включенными через шины ГЭРЩ обмотками статоров СГ, напряжение работающего генератора и ЭДС подключенного суммируются (совпадают по фазе).
Поскольку обмотки статоров имеют незначительное сопротивление, под действием двойного напряжения U+ E= 220 + 220 = 440 В цепи возникнет ток короткого замыкания.
В результате отключится один или оба автоматических выключателя (в последнем случае судно обесточится).
Из сказанного следует, что процесс синхронизации генераторов — достаточно ответственный.
В соответствии с Правилами технической эксплуатации электрооборудования судов, именно вахтенный механик должен выполнять все действия, связанные с синхронизацией, переводом и распределением нагрузки при параллельной работе генераторов.
Судовой электромеханик включает на параллельную работу генераторы только в двух случаях – при использовании методов грубой синхронизации или самосинхронизации.
Источник