동기 기계는 회전자 속도가 전기자 권선을 통과하는 전류로 인해 생성되는 에어 갭 내부 자기장의 속도와 항상 같거나 배수인 장치입니다. 작업의 핵심 이 유형의기계는 전자기 유도의 원리를 기반으로 합니다.
동기 기계의 여자
동기 기계는 전자기 작용이나 영구 자석에 의해 여기될 수 있습니다. 전자기 여자의 경우 특수 발전기가 사용됩니다. 직류, 주요 기능과 관련하여 권선을 공급합니다. 이 기기원인 물질이라고 합니다. 여기 시스템은 노출 방법에 따라 직접 및 간접의 두 가지 유형으로 나뉩니다. 직접 여자 방식은 동기 기계의 샤프트가 여자기 회 전자에 기계적으로 직접 연결됨을 의미합니다. 간접 방법은 회전자를 회전시키기 위해 비동기 전기 기계와 같은 다른 모터가 사용된다고 가정합니다.
오늘날 가장 큰 분포를 받은 직접 여자 방식입니다. 그러나 여자 시스템이 강력한 동기 전기 기계와 함께 작동할 것으로 예상되는 경우 독립 여자 발전기가 사용되며 이 발전기의 권선에는 보조 여자라고 하는 다른 DC 소스에서 전류가 공급됩니다. 모든 무거움에도 불구하고, 이 시스템작업에서 더 큰 안정성을 얻을 수 있을 뿐만 아니라 미세 조정형질.
동기 기계 장치
동기식 전기 기계에는 인덕터(회전자)와 전기자(고정자)의 두 가지 주요 구성 요소가 있습니다. 가장 최적이고 따라서 오늘날 일반적으로 사용되는 방식은 전기자가 고정자에 배치되고 인덕터가 회전자에 배치되는 방식입니다. 메커니즘의 기능을 위한 전제 조건은 이 두 부분 사이에 에어 갭이 있어야 한다는 것입니다. 이 경우 전기자는 장치(고정자)의 고정 부분입니다. 생성해야 하는 자기장의 필요한 전력에 따라 하나 또는 여러 개의 권선으로 구성될 수 있습니다. 고정자 코어는 일반적으로 별도의 얇은 전기 강판에서 모집됩니다.
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동기식 전기 기계의 인덕터는 전자석이며 권선의 끝은 샤프트의 슬립 링으로 직접 연결됩니다. 작동 중에 인덕터는 직류에 의해 여기되어 로터가 전기자의 자기장과 상호 작용하는 전자기장을 생성합니다. 따라서 인덕터를 여기시키는 직류로 인해 동기 기계 내부의 자기장의 일정한 회전 주파수가 달성됩니다.
동기 기계의 작동 원리
동기식 기계의 작동 원리는 두 가지 유형의 자기장의 상호 작용을 기반으로합니다. 이 필드 중 하나는 전기자에 의해 형성되고 다른 하나는 직류에 의해 여기된 전자석(인덕터) 주변에서 발생합니다. 작동 전력에 도달한 직후 고정자에 의해 생성되고 에어 갭 내부에서 회전하는 자기장은 인덕터 극의 자기장과 결합합니다. 따라서 동기 기계가 작동 속도에 도달하려면 가속하는 데 일정 시간이 걸립니다. 차가 과속한 후 필요한 주파수, 인덕터는 DC 소스에 의해 전원이 공급됩니다.
가장 일반적인 발전기 여자 시스템은 동기 발전기와 동일한 축에 위치한 DC 발전기를 사용하는 것입니다(그림 8.8).
DC 발전기는 일반적으로 전기자 권선과 병렬로 연결된 여자 권선이 있는 자체 여기 모드에서 작동합니다. 슬립 링을 통한 DC 발전기 단자의 전압 케이 1 그리고 케이 2는 발전기의 여자 권선에 적용됩니다.
고전력 발전기를 여자하기 위해 3상 교류 여자기와 3상 정류기가 장착됩니다(그림 8.9).
이 경우 3상 여자기 권선은 여자 발전기의 회전 부분에 있습니다. 동일한 부품에 3상 정류기가 장착됩니다. 주 발전기의 앵커에 전원을 공급하는 것으로 충분합니다. 여자기 전기자는 외부 DC 소스 또는 동일한 액슬에 장착된 추가 DC 여자기에 의해 구동될 수 있습니다.
3상 발전기를 여자하기 위해 자기 여자 원리를 사용할 수 있습니다(그림 8.10). 발전기의 자기 여자 조건은 DC 발전기와 동일합니다.
대부분의 경우 여자 전압이 주전원 및 정류기 전압보다 낮기 때문에 직접 여자 전류는 여자 변압기에서 얻습니다. 여자 저항은 여자 전류를 제어하는 데 사용됩니다. 발전기 전압을 일정하게 유지하기 위해 여기를 사용할 수 있습니다. 전자 설비여자 전류의 자동 조절.
결론
매뉴얼 작성의 주요 목적은 내용의 정보 내용을 잃지 않고 간단한 접근 가능한 언어로 전자 기계 장치를 작동하는 이론과 실제의 자료를 제시하는 것이 었습니다. 연구 물리적 기초전기 기계의 기능은 다양한 프로필의 기업에서 사용되는 다른 전기 기계 장치의 구성 원리를 이해하기 위한 견고한 기초입니다.
신기술의 급속한 발전은 생산에 여러 복잡한 과학 및 기술 문제를 제기합니다. 에너지는 이러한 문제를 해결하는 데 중요한 역할을 합니다. 과학 기술 혁명의 조건에서 기계 건설 단지, 특히 전기 공학의 발전 속도는 에너지, 연료 산업, 운송 및 통신, 야금, 기계 분야의 기술 진보를 크게 결정합니다. 도구 제작 및 악기 제작, 건설, 농공단지 등
이 튜토리얼은 산업에서 사용되는 주요 유형의 전기 기계의 이론, 설계 기능 및 작동 모드의 기본을 간략하게 설명합니다. 동시에, 현대적 경향신뢰성, 에너지 성능 향상, 성능 향상을 목표로 이러한 기계의 개발.
일반적으로 현재 국내 전기 공학의 발전에서 다음과 같은 경향이 관찰됩니다.
무게, 기계의 전체 치수, 에너지 손실을 줄이기 위해 자기 시스템, 권선 및 냉각 시스템의 설계를 개선합니다. 기계의 단위 출력, 회전 속도 및 정격 전압, 권선의 절연 품질을 개선하고 가능한 경우 브러시 접점을 제거하고 수집기 기계의 스위칭을 개선하여 신뢰성을 높입니다. 전자기 시스템을 반도체 기술 요소(다이오드, 사이리스터, 트랜지스터)와 결합하여 신뢰성을 높이고 성능을 개선하며 출력 매개변수(전류, 전압, 속도 등)의 조절 범위를 확장하는 전기 기계의 새로운 회로 생성, 선형 전기 모터 및 왕복 운동 엔진의 생성;
저출력 및 중출력 기계 및 대용량 및 소형 기계에 적합한 마이크로 기계의 보다 기술적인 설계 개발 연속 생산; 컴퓨터, 물리적 및 수학적 모델링을 기반으로 전기 기계를 계산하는 방법의 개선; 기계의 주요 매개변수, 설계 요소, 설치 치수, 냉각 방법 및 환경 영향으로부터의 보호에 대한 표준화의 광범위한 사용.
작업 세트를 해결하는 데 있어 주도적인 역할은 지점 연구 및 디자인 기관의 직원에게 있습니다. 고등 교육 기관의 과학자와 교사도 전기 산업 종사자에게 상당한 지원을 제공합니다.
자동화 및 원격 역학 체계에 사용되는 전기 기계는 설계, 작동 원리 및 다양한 자동 제어, 조절 및 제어 체계에서 수행하는 기능이 매우 다양합니다.
대학의 커리큘럼에 따라 양이 제한되어 한 책에 사용되는 모든 전기 기계에 대한 설명을 제공하는 것은 실제로 불가능합니다. 그렇기 때문에이 설명서의 저자는 장치, 작동 원리, 이론의 기초 및 가장 널리 사용되는 전기 기계의 주요 특성을 설명하는 것으로만 제한하여 그러한 작업을 설정하지 않았습니다.
이 튜토리얼에서 설명하는 전기 기계에 대해 더 깊이 알고 싶다면 독자는 전문 문헌을 참조할 수 있습니다.
서지
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머리말. 삼
소개. 네
1장. 기능의 기본 물리 법칙
전기 기계. 9
2장. DC 기계의 일반적인 질문. 13
2.1. DC 기계의 작동 원리. 13
2.2. DC 기계 설계. 17
2.3. DC 기계의 전기자 권선. 십팔
2.4. 전기자 권선의 등전위 연결. 31
2.5. 자기장 생성 방법 또는 여기 방법
DC 기계. 34
2.6. DC 기계의 전기자 권선의 EMF. 36
2.7. DC 기계 샤프트의 기계적 토크. 39
2.8. 작동 중인 DC 기계의 자기장
유휴 모드에서. 41
2.9. 로드된 DC 기계의 자기장.
앵커 반응. 42
2.10. DC 기계의 전기자 권선 전환. 45
3장. DC 모터. 49
3.1. DC 모터의 작동 원리. 49
3.2. DC 모터의 기본 방정식. 51
3.3. 엔진의 손실과 효율성
직류. 51
3.4. DC 모터의 특성. 54
3.5. DC 모터를 시작합니다. 65
3.6. DC 모터의 속도 제어. 71
4장. DC 발전기. 80
4.1. 여자 방법에 따른 DC 발전기의 분류. 80
4.2. DC 발전기의 에너지 다이어그램. 81
4.3. DC 발전기의 주요 특성. 86
4.4. 독립 여자형 발전기의 특성.. 86
4.5. 로드된 생성기의 작업 지점입니다. 94
4.6. 병렬 여자가 있는 발전기의 특성.. 95
4.7. 직렬 여자가 있는 발전기.. 100
4.8. 혼합 여자형 DC 발전기.. 101
4.9. DC 발전기 사용. 105
4.10. 발전기의 병렬 작동. 106
5장. 변압기 .. 109
5.1. 변압기의 작동 원리. 110
5.2. 단상 변압기의 설계. 112
5.3. 변압기의 전기 에너지 손실과 변압기의 효율. 114
5.4. 변압기 유휴 모드. 118
5.5. 부하 모드에서 변압기의 작동. 121
5.6. 감소된 변압기 및 그 등가 회로. 124
5.7. 변압기 매개변수의 실험적 결정. 129
5.8. 변압기의 출력 전압 변경
부하 전류가 변할 때. 외부 특성
변신 로봇. 132
5.9. 변압기의 외부 특성. 135
5.10. 삼상 변압기. 삼상 변압기의 작동 원리 137
5.11. 3상 권선 연결을 위한 계획 및 그룹
변압기. 141
5.12. 특수 변압기.. 145
5.13. 변압기의 병렬 작동. 150
6장. 비동기식 기계 .. 154
6.1. 비동기 모터의 자기장. 회전
자기장. 154
6.2. 타원형 및 맥동 자기장. 160
6.3. 비동기 모터의 작동 원리. 165
6.4. 비동기 모터의 구성. 168
6.5. 비동기식 기계의 권선. 170
6.6. 고정자와 회전자 권선의 기전력. 177
6.7. 비동기식 기계의 자속. 178
6.8. 유도 전동기의 벡터 다이어그램입니다. 181
6.9. 배선도비동기식 모터의 대체. 184
6.10. 비동기식 기계의 에너지 프로세스.. 186
6.11. 유도 전동기의 에너지 다이어그램. 188
6.12. 비동기식 기계 토크의 일반 방정식.. 189
6.13. 비동기식의 기계적 특성 방정식
엔진. 191
6.14. 클로스 공식. 194
6.15. 비동기 기계의 등가 회로
주전원 단자에 연결된 자화 회로 포함.. 196
6.16. 비동기 기계의 파이 다이어그램. 차트 만들기.. 198
6.17. 분석 파이 차트.. 202
6.18. 3상 비동기 모터 시동. 207
6.19. 위상 회전자가 있는 모터 시동 .. 207
6.20. 다람쥐 모터 시동 .. 210
6.21. 특수 로터 권선 및 향상된 시동 특성을 가진 모터. 214
6.22. 3상 비동기 모터의 속도 제어 방법 216
6.23. 비동기 모터의 성능 특성. 222
6.24. 비동기 모터의 작동 다양한 모드. 226
6.25. 모드에서 위상 회 전자가있는 비동기식 기계 작동
삼상 전압 조정기. 227
6.26. 단상 비동기 모터. 228
6.27. 비동기 모터의 결론을 표시합니다. 232
7장. 동기 발생기 .. 234
7.1. 동기 기계의 작동 원리. 234
7.2. 동기 기계의 설계.. 237
7.3. 발전기 유휴 모드. 238
7.4. 동기 기계의 전기자 반응.. 240
7.5. 3상 동기 발전기의 벡터 전압 다이어그램 245
7.6. 동기 발전기의 출력에서 전압 변화. 249
7.7. 동기 발전기의 주요 특성. 253
7.8. 3상 발전기 또는 병렬 네트워크에 포함
발전기 작동 교류. 257
7.9. 동기 발전기의 각도 특성. 261
7.10. 동기화 전력 및 동기화 토크. 264
7.11. 동기식 작동 모드에 대한 여자 전류의 영향
발전기. 264
7.12. 에너지 손실 및 효율성
동기 발전기. 266
8장. 동기 모터. 269
8.1. 동기 모터의 작동 원리. 269
8.2. 동기 모터의 벡터 전압 다이어그램. 270
8.3. 동기 모터의 동력 및 기계적 토크. 271
8.4. V-동기 모터의 모양 특성. 272
8.5. 동기 모터의 특성. 274
8.6. 동기 모터의 시동 방법. 275
8.7. 동기 보상기.. 277
8.8. 동기 기계의 여기 방법. 277
결론. 280
참고문헌.. 282
교육용 에디션
고리야초프블라디미르 야코블레비치
재즈니콜라이 보리소비치
니콜라예프엘레나 블라디미로브나
전자기학
편집자 V. V. 추바쇼바
기술 편집자 N. A. 비알코바
정정자 N. A. 시델니코바
컴퓨터 레이아웃 N.V. 이바노바
07.12.09 생산에 투입. 형식 60x841/16.
전환수 오븐 엘. 16.74. Uch.-ed. 엘. 19.98.
순환 100. 주문 번호 643. "C" 164.
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PSU 출판사
440026, 펜자, 레드, 40.
동기식 모터가있는 전기 드라이브는 부하 형성 조건에서 세 가지 클래스로 나눌 수 있습니다. 일정하거나 천천히 변화하는 부하가있는 전기 드라이브, 맥동 부하가있는 전기 드라이브, 급격하게 가변적인 부하가있는 전기 드라이브. 기본 명세서발생하는 부하 유형에 따라 동기식 전기 드라이브가 표에 나와 있습니다. 6.1.
표에서 다음과 같습니다. 6.1, 맥동 및 급격하게 가변적인 부하가 있는 전기 드라이브에서는 동기식 모터의 여자를 자동으로 제어해야 합니다. 자동 여자 제어 시스템은 부하 서지 또는 주전원 전압 강하 시 동기 모터의 안정적인 작동을 보장합니다. 이러한 경우 자동 여자 제어 시스템은 여자 전류를 증가시켜 동기 모터의 최대 토크를 증가시킵니다. 또한 동기 모터의 여자 전류를 변경하면 모터 고정자 회로의 무효 전력을 조정할 수 있습니다.
표 6.1
|
하중 유형 |
메커니즘 |
범위 용량 |
여자 전류의 자동 제어 |
|
변하지 않는 |
팬 송풍기 압축기 |
Yuch-YuOO kW |
필요하지 않음 |
|
맥동 |
펌핑 장치 왕복 압축기 |
필요한 |
|
|
급격한 변화 |
분쇄기 밀 압연기 가위 톱 |
1004-10000kW |
필요한 |
여자 전류를 변경하여 동기 모터 고정자 회로의 무효 전력 제어 가능성은 그림 1에 표시된 벡터 다이어그램으로 설명됩니다. 6.14.
쌀. 6.14. 다른 계자 권선 전류에서 동기식 모터의 벡터 다이어그램: - 여자 전류가 공칭보다 작습니다. 비 - 여자 전류는 공칭과 동일합니다. c - 여자 전류가 공칭보다 큽니다.
벡터 다이어그램 무화과. 6.14, ㅏ공칭 전류보다 작은 계자 권선 전류에 해당하는 반면 고정자 전류 벡터 /는 주전원 전압 벡터보다 뒤쳐집니다. 엘제이엑스각도 참조. 무효 전력은 활성 유도성입니다. 여자 전류가 증가함에 따라 (그림 6.14 , b) EMF 이) ,고정자 권선에서 유도되는 증가하고 고정자 전류가 전압과 동상이 되는 값에 도달할 수 있습니다(/, 즉, 비용p = 1. 무효 전력은 0입니다. 여자 권선 전류가 더 증가하면 , 고정자 전류 벡터 / 는 위상이 전압 벡터 6/, (선행 coscp로 작동)을 유도하고 동기 모터는 네트워크와 병렬로 연결된 능동 용량성 부하와 동일합니다(그림 6.14, 안에).
무화과에. 6.15는 ^/형 특성을 나타낸다. 그것들은 모터 샤프트의 다양한 부하에서 고정자 전류 / 동기 모터의 여자 전류 의존성을 보여줍니다 (M s! 매개 변수의 숫자 값을 사용하면 67 모양의 특성을 통해 동기 모터의 필요한 작동 모드를 제공하기 위해 여자 전류를 올바르게 선택할 수 있습니다.
현재 자동 여자 제어 시스템이 실제로 사용됩니다. 회로 솔루션에 따라 자동 여자 전류 제어 시스템은 다음과 같은 주요 기능을 수행할 수 있습니다.
- 주어진 부하 조건에서 동기 모터의 안정적인 작동을 보장합니다.
- 동기 모터가 연결된 부하 노드에서 최적의 전압을 유지하십시오.
- 동기 모터 및 전원 공급 시스템에서 에너지 손실을 최소화합니다.
쌀. 6.15.
여자 전류의 자동 제어 방식을 선택할 때 다음 조항에 따라 안내됩니다.
- 일정한 부하와 공급 전압의 약간의 변동이있는 전기 드라이브에서는 일반적으로 여자 전류 자동 제어 장치의 설치가 제공되지 않습니다.
- 맥동 부하 또는 충격 부하가 있는 전기 드라이브에서는 여자 전류의 자동 제어 장치를 설치해야 합니다. 이러한 모터의 여자 전류는 활성 고정자 전류의 함수로 조절되므로 모터의 과부하 용량을 크게 늘리고 경우에 따라 설치된 전력을 줄일 수 있습니다.
- 부하가 급격하게 변화하는 동기전동기를 운전할 때 여자전류를 자동으로 제어하는 장치도 설치해야 하는데 이 경우 제어시스템은 부하의 변화뿐만 아니라 속도에도 반응해야 한다. 이 변경 사항의.
맥동 부하가있는 전기 드라이브의 여자 전류 자동 제어 시스템의 가장 간단한 다이어그램이 그림 1에 나와 있습니다. 6.16. 이 시스템은 모든 정상 작동 모드에서 동기식 모터의 여기를 허용합니다. 모터 샤프트의 부하가 변경되면 고정자 권선 전류도 증가합니다.
양의 전류 피드백 신호의 증가로 이어집니다. 욱[
결과적으로 제어된 정류기의 전압이 증가하고 동기 모터의 여자 전류가 증가합니다.
쌀. 6.16.
EMF와 자속 Ф 사이의 비례와 결과적으로 여자 권선의 전류 / in을 고려하면 방정식 (1.71)은 다음 형식으로 작성할 수 있습니다.
어디 안으로 -자속 F와 여자 전류 사이의 비례 계수 1
분석(6.10)은 여자 전류의 증가가 동기 모터의 최대 토크를 증가시킨다는 것을 보여줍니다. 결과적으로 자동 여자 제어는 샤프트의 부하가 변경되고 로터 진동이 감쇠될 때 동기 모터의 동적 안정성을 증가시킵니다.
자동 여자 전류 제어 시스템을 사용하여 동기 모터가 연결된 부하 노드에서 최적의 전압을 유지하는 것도 가능합니다.
광범위한 산업 네트워크의 성능을 향상시키기 위해 동기 모터 또는 동기 보상기를 설치하여 무효 전력을 보상합니다. 무화과에. 6.17은 소비자가 연결되어 무효 전력을 생성 및 소비하는 부하 노드의 다이어그램을 보여줍니다.
쌀. 6.1 7.
유도 무효 전류 / p는 무효 전류의 합과 같습니다. 피
소비자(변압기, 비동기식 모터, 조정 가능한 컨버터로 구동되는 DC 모터) 및 식에 의해 결정됩니다.
어디 / . - 무효 전류 / 번째 부하.
네트워크의 무효 전력을 완전히 보상하려면 조건을 충족해야 합니다.
네트워크의 전압 강하를 보상하는 데 필요한 동기 기계의 무효 전류:
어디 엑스피- 모든 소비자를 고려한 네트워크의 등가 위상 리액턴스: 
호주- 네트워크 전압 강하; 
- 네트워크의 위상 전압;
- 동기 모터를 제외한 모든 전기 에너지 소비자의 총 위상 저항; p, - 회로 섹션의 전기 전도도; 유, t-네트워크의 라인 전압; 에스케이와 함께 -
네트워크 단락 전원.
무효 전력 보상을 위한 동기 모터의 여자 전류 자동 제어를 위한 최신 시스템은 종속 좌표 제어의 원리에 따라 구축되며 여자 전류, 네트워크 및 동기 모터의 고정자 무효 전류. 이러한 시스템의 기능 다이어그램은 그림 1에 나와 있습니다. 6.18.
쌀. 6.18.
내부 회로는 여자 전류 조정기 PTB를 사용하여 여자 전류를 제어합니다. 동기 모터의 여자 전류에 대한 기준은 출력 신호입니다. 유 피조절기
무효 전류 PPT. 동기 모터 여자 전류 피드백 전압은 이 신호에서 뺍니다. 여기 전류 컨트롤러의 출력 신호? / RTV는 제어되는
정류기 SW, 여자 전류 변경 / 동기식 모터.
무효 전류 조정기는 두 번째 회로에 포함됩니다 - 무효 전류 제어 회로 나.신호는 입력에서 합산됩니다.
무효 전류에 대한 음의 피드백 (7 orth 및 무효 전류에 대한 명령 신호 - 전압 조정기 PH의 출력에서.
음의 전압 피드백 신호는 전압 조정기 PH의 입력에서 합산됩니다. 유에 . 피드백전압은 무효 전류와 네트워크의 등가 위상 저항으로 형성됩니다. U0H = 나 엑스 C1. 전압 조정기는 공급 매체의 전압이 (0.8 - 0.85) 아래로 떨어질 때 이득을 변경하는 적응형 비례식입니다. 음 .
제어 루프 및 전류 컨트롤러의 전달 기능은 다음 기본 가정에서 얻습니다.
동기 모터의 자기 회로 포화는 고려되지 않습니다.
제어된 정류기 - 전달 함수가 있는 1차 비주기적 링크
어디 k.w- 제어된 정류기의 이득(사이리스터 변환기); 
- 지연 시간 상수
사이리스터 변환기; 에- 주전원 전압 기간 동안 사이리스터 컨버터의 전압 리플 수 공동 전자 -
공급 네트워크의 각 주파수는 314.15 s" 1, 공급 네트워크의 주파수 / s \u003d 50 Hz, 모든 필터 시상수와 작은 관성은 합산되어 하나의 시상수로 대체됩니다.
모듈식 최적에 따른 조절기의 전달 기능:
여자 전류 조정기
무효 전류 조정기
어디 티- 여자 전류 제어 루프의 시간 상수; 7j ipp - 무효 전류 제어 루프의 시정수; 잡다- 여기 전류 센서의 전송 계수; RB -동기 모터의 여자 권선의 활성 저항; 야야에게- 무효 전류 센서의 전달 계수; 샤에- 여자 권선 회로의 전압 변화에 의해 제어되는 동기 모터의 전송 계수.
부스터링크 보상 7^ ptv 아르 자형여자 전류 컨트롤러의 전달 함수의 분자에서 +1 WpTB(p)동기 모터 인 규제 대상 내부에서 수행됩니다. 따라서 무효 전류 제어 루프에서는 보상해야 하는 시정수가 없으므로 비례 적분 특성을 갖는 컨트롤러를 구현하면 슬레이브 제어 시스템의 단점을 제거할 수 있습니다.
동기 모터를 사용하여 자동 조정여기를 사용하면 주어진 수준에서 부하 노드의 무효 전력 및 전압을 유지할 수 있습니다. 무효 전력을 생성하기 위해 자동 여자 컨트롤러에 할당하는 것은 공급 네트워크의 매개변수 및 부하에 따라 달라지는 가변 값입니다.
여기 방법에 따라 동기 기계는 두 가지 유형으로 나뉩니다.
독립적인 종류의 여기.
자기 흥분.
독립적인 여자의 경우 회로는 다음을 공급하는 하위 여자의 존재를 의미합니다. 주 여자기의 권선, 조정용 가변 저항기, 제어 장치, 전압 조정기 등. 이 방법 외에도 보조 기능을 수행하는 발전기에서 여자를 수행할 수 있으며 동기 또는 비동기식 모터에 의해 구동됩니다.
자려용 , 권선은 반도체 또는 이온 유형에서 작동하는 정류기를 통해 전원이 공급됩니다.
터보 및 수력 발전기의 경우 사이리스터 여기 장치가 사용됩니다. 여기 전류는 다음에서 조정 가능합니다. 자동 모드, 여자 조정기의 도움으로 저전력 기계의 경우 가변 저항을 조정하는 것이 일반적이며 여자 권선 회로에 포함됩니다.
27. 동기 모터의 장점과 단점.
동기식 모터는 비동기식 모터에 비해 몇 가지 장점이 있습니다.
1. 고역률 cosФ=0.9.
2. 기업에서 동기식 모터를 사용하여 전체 역률을 높일 가능성.
3. 고효율, 비동기 모터보다 (0.5-3%) 더 높으며 이는 구리 및 큰 CosФ의 손실을 줄임으로써 달성됩니다.
4. 에어갭 증가로 인한 내구성이 뛰어납니다.
동기 모터의 토크는 1차 전력에 대한 전압에 정비례합니다. 즉, 동기식 모터는 주전원 전압의 크기 변화에 덜 민감합니다.
동기 모터의 단점:
1. 발사 장비의 복잡성과 높은 비용.
2. 동기 모터는 속도를 변경할 필요가 없는 기계 및 메커니즘을 구동하는 데 사용되며, 부하 변화에 따라 속도가 일정하게 유지되는 메커니즘(펌프, 압축기, 팬)에도 사용됩니다.
동기 모터를 시작합니다.
동기 모터에 시동 토크가 없다는 점을 고려하여 다음 방법을 사용하여 시동합니다.
2. 비동기식 모터 시작.
1. 보조 모터로 시작합니다.
보조 모터의 도움으로 동기식 모터의 시동은 샤프트에 기계적 부하 없이만 수행할 수 있습니다. 사실상 유휴. 이 경우 시동 기간 동안 모터는 일시적으로 동기식 발전기로 바뀌며 회전자는 작은 보조 모터로 구동됩니다. 이 발전기의 고정자는 이 연결에 필요한 모든 조건에 따라 네트워크에 병렬로 연결됩니다. 고정자가 네트워크에 연결되면 보조 구동 모터가 기계적으로 꺼집니다. 이 시동 방법은 복잡하고 보조 모터가 추가로 있습니다.
2. 비동기식 모터 시작.
동기 모터를 시작하는 가장 일반적인 방법은 동기 모터가 시작 기간 동안 비동기 모터로 바뀌는 비동기 시작입니다. 비동기식 시동 토크의 형성을 가능하게 하기 위해 시동 단락 권선이 돌출극 모터의 극편 홈에 배치됩니다. 이 권선은 팁의 홈에 삽입된 황동 막대로 구성되며 양쪽 끝이 구리 링으로 단락되어 있습니다.
엔진이 시동되면 고정자 권선이 AC 네트워크에 연결됩니다. 시동 기간 동안 여자 권선(3)은 일부 저항 Rg에 대해 닫힙니다(그림 1). 45, 키 K는 위치 2, 저항 Rg = (8-10) Rv에 있습니다. S = 1에서 시작하는 초기 순간에 계자 권선의 회전 수가 많기 때문에 고정자의 회전 자기장은 계자 권선에 EMF Ev를 유도하여 상당히 도달할 수 있습니다. 매우 중요한시동 시 저항 Rg에 대해 여자 권선이 켜지지 않으면 절연 파괴가 발생합니다.
쌀. 45 그림. 46.
동기 모터를 시작하는 과정은 두 단계로 수행됩니다. 고정자 권선(1)이 네트워크에 연결되면 모터에 회전 필드가 형성되어 단락된 회전자 권선(2)에 EMF를 유도합니다. 막대 전류에 흐를 행동 아래. 회전 자기장과 전류의 상호 작용의 결과로 비동기 모터에서와 같이 단락된 권선에 토크가 생성됩니다. 이 순간으로 인해 로터는 0에 가깝게 미끄러지도록 가속됩니다(S=0.05), 그림. 46. 이렇게 하면 첫 번째 단계가 종료됩니다.
모터 회전자가 동기화되도록 하려면 DC 여자 권선(3)을 켜서(키 K를 위치 1로 전환하여) 자기장을 생성해야 합니다. 로터가 에 가까운 속도로 가속되기 때문에
동기식으로 설정하면 고정자와 회전자 필드의 상대 속도가 작습니다. 극은 부드럽게 서로를 찾을 것입니다. 그리고 일련의 미끄러짐 후에 반대 극이 끌어 당겨지고 로터가 동기화됩니다. 그 후 로터는 동기 속도로 회전하고 회전 속도는 일정합니다(그림 1). 46. 이렇게 해서 두 번째 출시 단계가 종료됩니다.
동기식 발전기의 회 전자에는 발전기에서 자기장을 생성하는 MMF 소스(인덕터)가 있습니다. 구동 모터(PD)의 도움으로 발전기 회전자는 동기 주파수로 회전 설정됩니다. N 1 . 이 경우 회 전자의 자기장도 회전하고 고정자 권선과 결합하여 EMF를 유도합니다.
동기 기계를 자극하는 주요 방법은 전자기여자, 그 본질은 여자 권선이 회 전자의 극에 위치한다는 것입니다. 이 권선을 통해 직류가 흐르면 MMF의 여기가 발생하여 기계의 자기 시스템에 자기장을 유도합니다.
최근까지 여자기 B라고 하는 특수 독립 여자 DC 발전기가 계자 권선에 전력을 공급하는 데 사용되었습니다(그림 82, ㅏ),(OV)가 다른 발전기(병렬 여자)로부터 DC 전력을 받는 여자 권선(PV)이라고 합니다. 동기 기계의 회 전자와 여자기 및 보조 여자기 전기자는 공통 샤프트에 위치하며 동시에 회전합니다. 이 경우 전류는 슬립 링과 브러시를 통해 동기 기계의 여자 권선에 들어갑니다. 여자 전류를 제어하기 위해 여자기의 여자 회로에 포함된 조정 가변 저항기가 사용됩니다( 아르 자형 1) 및 아여자기( 아르 자형 2).
중간 및 고전력의 동기식 발전기에서 여기 전류를 조절하는 프로세스가 자동화됩니다.
고출력 동기 발전기 - 터보 발전기 - 때로는 인덕터 형 교류 발전기가 병원균으로 사용됩니다. 이러한 발전기의 출력에서 반도체 정류기가 켜집니다. 이 경우 동기 발전기의 여자 전류 조정은 인덕터 발전기의 여자를 변경하여 수행됩니다.
동기 발전기에 사용되었습니다. 비접촉 전자기 여기 시스템,동기 발전기는 회 전자에 슬립 링이 없습니다.
여자기로서 이 경우 교류 발전기도 사용되며(그림 82, b), 여기서 권선 2, 회 전자에 위치한 EMF가 유도되는 (전기자 권선) 및 여자 권선 1 고정자에 있습니다. 결과적으로 여자기의 전기자 권선과 동기 기계의 여자 권선이 회전하는 것으로 판명되었으며, 전기적 연결슬립 링과 브러시 없이 직접 수행됩니다. 그러나 여자기는 교류 발전기이고 여자 권선에는 직류가 공급되어야 하므로 여자기의 전기자 권선의 출력에서 반도체 변환기가 켜집니다 3, 동기 기계의 샤프트에 고정되고 동기 기계의 여자 권선 및 여자 전기자 권선과 함께 회전합니다. 계자 권선의 DC 공급 1 여자기는 직류 발전기인 아 여자기(PV)에서 수행됩니다.
쌀. 82. 전자기의 접촉(a) 및 비접촉(b) 시스템
동기 발전기의 여기
동기식 기계의 여자 회로에 슬라이딩 접점이 없으면 작동 신뢰성을 높이고 효율성을 높일 수 있습니다.
수소화기를 포함한 동기식 발전기에서 원리 자기 여기(그림 83, a) 여자에 필요한 교류에너지를 동기발전기의 고정자권선에서 취하여 강압변압기와 정류반도체변환기(PP)를 거쳐 직류에너지로 변환할 때. 자기 여자의 원리는 발전기의 초기 여자가 기계 자기 회로의 잔류 자기로 인해 발생한다는 사실에 근거합니다.
쌀. 83. 동기 발전기의 자기 여자 원리
무화과에. 19.2, 비구조적 자동 자기 여기 시스템의 다이어그램정류기 변압기(VT) 및 사이리스터 변환기(TP)가 있는 동기 발전기(SG)를 통해 SG 고정자 회로의 AC 전력이 직류로 변환된 후 여자 권선에 공급됩니다. 사이리스터 변환기는 다음으로 제어됩니다. 자동 조절기 AVR의 여기, 입력은 SG의 출력(변압기 VT를 통해)과 SG의 부하 전류(변류기 TT에서)에서 전압 신호를 수신합니다. 회로에는 과전압 및 전류 과부하로부터 TP의 여자 권선과 사이리스터 변환기를 보호하는 보호 장치 BZ가 포함되어 있습니다.
현대 동기 모터에서는 여자가 사용됩니다. 사이리스터 여자기,교류 네트워크에 포함되고 과도 모드를 포함하여 가능한 모든 엔진 작동 모드에서 여자 전류의 자동 제어를 수행합니다. 이 여자 방법은 사이리스터 여자기의 효율이 DC 발전기보다 높기 때문에 가장 안정적이고 경제적입니다. 업계는 다양한 여기 전압에 대한 사이리스터 여자 장치를 생산합니다. 유효한 값 DC 320A
TE8-320/48(여기 전압 48V) 및 TE8-320/75(여기 전압 75V) 유형의 여자 사이리스터 장치는 최신 동기식 모터 시리즈에 가장 널리 사용됩니다.
여기에 소비되는 전력은 일반적으로 0.2 ~ 5%입니다. 유용한 힘기계(더 낮은 값은 고출력 기계에 적용됨).
저전력 동기 기계에서는 원리가 적용됩니다. 영구 자석에 의한 여기,영구 자석이 기계의 회전자에 있을 때. 이 여자 방법을 사용하면 여자 권선에서 기계를 구할 수 있습니다. 결과적으로 기계 설계가 더 단순해지고 경제적이며 신뢰성이 높아집니다. 그러나 자기 에너지가 많이 공급되는 영구 자석을 제조하기 위한 재료가 부족하고 처리가 복잡하기 때문에 영구 자석에 의한 여기의 사용은 전력이 수 킬로와트 이하인 기계로만 제한됩니다. .
시험 문제
1. 동기 기계를 여자시키는 방법은 무엇입니까?
2. 동기 발전기의 자기 여자 시스템에서 사이리스터 변환기의 목적을 설명하십시오.
3. 돌출 및 암시적으로 플러스 로터의 장치를 설명합니까?
4. SDN2 시리즈의 동기 모터의 설계를 설명하십시오.
5. 동기식 돌출극 기계에서 사용되는 극 고정 방법은 무엇입니까?
6. 동기식 기계에서 고르지 않은 에어 갭을 제공하는 것은 무엇입니까?