Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | ||
|
Преобразование энергии в синхронном генераторе происходит следующим образом.
К валу синхронного генератора от первичного двигателя подводится механическая мощность P1. Часть этой мощности расходуется на механические потери РМЕХ в генераторе, на магнитные потери в стали статора РСТ, добавочные потери в стали статора и ротора РДОБ. Остальная часть мощности преобразуется в электрическую мощность и передается магнитным полем в статор.
Полная электрическая мощность, получаемая в результате преобразования механической мощности, называется электромагнитной мощностью. Магнитные потери в сердечнике статора у генератора покрываются непосредственно за счет механической мощности со стороны вала и в электромагнитную мощность не входят.
Электромагнитная мощность трехфазного синхронного генератора равна:
, Вт (4.13)
Преобразование энергии в синхронном генераторе связано с потерями энергии. Все виды потерь в синхронной машине разделяются на основные и добавочные.
Основные потери в синхронном генераторе слагаются из электрических потерь в обмотке статора, потерь на возбуждение, магнитных потерь и механических потерь.
Электрические потери в обмотке статора:
, Вт (4.14)
где — активное сопротивление одной фазы обмотки статора при расчетной рабочей температуре:
, Ом (4.15)
где — активное сопротивление одной фазы обмотки статора при температуре Т1 , отличающейся от расчетной рабочей; α=0,004.
Потери на возбуждение:
а) при возбуждении от отдельного возбудительного устройства:
, Вт (4.16)
где — активное сопротивление обмотки возбуждения при расчетной рабочей температуре;
=2В — падение напряжения в контакте щеток;
Сопротивление обмотки возбуждения без учета вытеснения тока определяют по формуле и приводят к расчетной температуре:
, Ом (4.17)
где — активное сопротивление при температуре Т1 , отличающейся от расчетной рабочей.
б) при возбуждении от генератора постоянного тока (возбуди теля), сочлененного с валом синхронной машины:
, Вт (4.18)
где - КПД возбудителя ( =0,8-0,85).
Если обмотка возбуждения питается от собственного возбудителя, расположенного на валу приводного двигателя, то мощность, идущая на возбуждение генератора, а также на потери в возбудителе, следует прибавить к мощности P1. При независимом возбуждении к P1 прибавляется мощность, расходуемая в обмотке возбуждения генератора. Для схем с самовозбуждением мощность возбуждения вычитается из , так как на возбуждение машины расходуется часть электрической мощности.
Если возбуждение бесконтактное, эта составляющая потерь отсутствует
Магнитные потери в синхронном генераторе происходят в сердечнике статора, который подвержен перемагничиванию вращающимся магнитным полем. Эти потери состоят из потерь от гистерезиса и потерь от вихревых токов:
, Вт (4.19)
Механические потери (Вт), равные сумме потерь на трение в подшипниках и потерь на вентиляцию (при самовентиляции машины):
, Вт (4.20)
где — окружная скорость на поверхности полюсного наконечника ротора, м/с;
— конструктивная длина сердечника статора, мм.
Добавочные потери при нагрузке в синхронном генераторе определяют в процентах от полезной мощности генератора. Для синхронных машин мощностью до 1000кВт добавочные потери при нагрузке принимают равными 0,5%, а для машин мощностью более 1000кВт — 0,25—0,4%.
Суммарные потери в синхронном генераторе:
, Вт (4.21)
Оставшаяся мощность отдается генератором в сеть (активная мощность, отбираемая от генератора при его номинальной нагрузке).
Мощность Р2 является полезной мощностью генератора:
(4.22)
Здесь U1 и I1 — фазные значения напряжения и тока статора.
Коэффициент полезного действия для синхронного генератора:
, Вт (4.23)
КПД синхронного генератора зависит от величины нагрузки и от ее характера (cosφ). Графики этой зависимости представлен на рисунке 4.8.
КПД синхронных машин мощностью до 100кВт составляет 80—90%, у более мощных машин КПД достигает 92—99%. Более высокие значения КПД относятся к турбо и гидрогенераторам мощностью в десятки и даже сотни тысяч киловатт.
Подводимая механическая мощность определяется по формуле:
(4.24)
Рисунок 4.8 – График зависимости КПД и cosφ от величины нагрузки β.
Дата публикования: 2015-09-18; Прочитано: 11452 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!