Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Synchronní stroje I. Konstrukce a princip. Základní informace Rozvoj synchronních strojů byl dán zavedením střídavé soustavy. V počátku se používaly zejména.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Synchronní stroje I. Konstrukce a princip. Základní informace Rozvoj synchronních strojů byl dán zavedením střídavé soustavy. V počátku se používaly zejména."— Transkript prezentace:

1 Synchronní stroje I. Konstrukce a princip

2 Základní informace Rozvoj synchronních strojů byl dán zavedením střídavé soustavy. V počátku se používaly zejména synchronní generátory – alternátory, které slouží pro výrobu trojfázového střídavého proudu. Jejich hlavní výhodou je skutečnost, že energii odebíráme ze statoru – pevné části stroje. Výhodou synchronních motorů jsou konstantní otáčky při různém zatížení. I přes tuto výhodu se synchronní motory ale používaly zřídka, problémy byly s rozběhem a složitější konstrukcí (v porovnání s asynchronním motorem). S rozvojem výkonové elektroniky a zlepšováním vlastností trvalých magnetů se používání synchronních strojů v současné době výrazně zvyšuje.

3 Rozdělení synchronních strojů Podle směru toku energie: *synchronní motory-klasické motory -krokové motory -reluktanční motory *synchronní generátory (alternátory) *synchronní kompenzátory Podle konstrukce: *s hladkým rotorem *s vyniklými póly *s permanentním magnetem (náhrada budícího vinutí)

4 Charakteristické vlastnosti a použití Vlastnosti: *konstantní (synchronní) otáčky při změně zátěže *možnost regulovat účiník (jalovou energii do/ze sítě) *vysoká účinnost Použití: *generátory -turbogenerátory -hydrogenerátory *motory-motory velkých výkonů s plynulou regulací otáček -nízkootáčkové motory velkých výkonů -motory s trvalými magnety pro trakční pohony -motory pro průmyslovou automatizaci -…-…

5 Konstrukce synchronního stroje Stator (u synchronních strojů kotva) je stejný jako a indukčního stroje – trojfázové vinutí je uloženo v drážkách magnetického obvodu. ocelová stahovací konstrukce lamelový magnetický obvod tyčové trojfázové vinutí

6 Na rotoru je umístěno budící stejnosměrné vinutí, které je napájeno přes kroužky z vnějšího stejnosměrného budiče (řízený usměrňovač nebo dynamo) nebo je vytvořena střídavé magnetická vazba mezi statorem a rotorem. Součástí rotoru pak musí být usměrňovač (nesené ventily). Podle rychlosti otáčení může být hladký rotor (rychloběžné stroje) nebo rotor s vyniklými póly (pomaloběžné stroje). Stejnosměrné budící vinutí může být nahrazeno trvalými magnety.

7

8 Alternátor - princip činnosti Alternátor má stejný princip jako dynamo, pouze si stator a rotor vyměnily pozice. 1.Vinutím rotoru prochází stejnosměrný budící proud, v okolí rotoru vzniká stejnosměrné magnetické pole. 2.Rotor se otáčí synchronní rychlostí a tím je vytvořeno točivé magnetické pole. 3.Točivé magnetické pole protíná vinutí statoru, ve vinutí se indukuje napětí 4.Po zatížení alternátoru začne vinutím procházet proud.

9 Alternátor - princip činnosti Vznik trojfázového indukovaného napětí ve vinutí statoru.

10 Alternátor - princip činnosti Frekvence výstupního napětí: Podle typu poháněcí turbíny rozlišujeme alternátory: 1.rychloběžné (turboalternátory) *pohon – parní nebo plynová turbína,n s = /min p = 1 Rotor má malý průměr, jeho délka může být několik metrů (poměr l/d  6) 2.pomaloběžné (hydroalternátory) *pohon – vodní turbína turbína, n s  500 1/min p  6 Rotor má velký průměr, jeho průměr může být několik metrů (poměr l/d  0,2)

11 Alternátor - princip činnosti Turboalternátor: Simulace 1 Simulace 2 Velikost indukovaného napětí: U i = 4,44 * N *  * f * k v

12 rotor plášť stator vývody vinutí statoru chladič ložisko ventilátor chlazení ucpávka

13

14 Chod naprázdno Alternátor ve stavu naprázdno – rotor se otáčí synchronní rychlostí, na výstupní svorky není připojena zátěž  výstupní proud je nulový. Na čem závisí velikost výstupního napětí ? Velikost výstupního napětí je dána velikostí budícího proudu U 0 = U ib IbIb URUR U i = 4,44 * f *  * N * k v  U i ~  (magnetizační křivka)

15 Provoz alternátoru samostatně pracující alternátor Provoz alternátoru lze rozdělit na 2 případy: 1.Alternátor napájí trvale samostatnou zátěž -záložní zdroj energie pro výpad vnější sítě (nemocnice, rozvodny, …) -alternátory pro mobilní prostředky (lodě, pojízdná údržba) -alternátory pro armádu 2.Parametry alternátoru se upravují pro připojení na síť V obou případech jsou alternátory jsou poháněny turbínou nebo spalovacím motorem Postup při rozběhu alternátoru: -rozběh na synchronní otáčky -nabuzení na požadované napětí -spínačem připojíme zátěž

16 Provoz alternátoru samostatně pracující alternátor Regulace alternátoru a vliv změny zátěže: U samostatně pracujícího alternátoru lze regulovat dvě základní veličiny: *otáčky -mechanická energie na hřídeli (turbína, spalovací motor) *napětí-budící proud Při zvýšení zátěže: a)klesají otáčky (frekvence). K udržení synchronních otáček se používá regulátor otáček, který má vazbu na dodávanou mechanickou energii na hřídeli b)v důsledku synchronní reaktance se zvýší úbytek napětí na alternátoru a klesne svorkové napětí – je třeba zvýšit budící proud (regulátor buzení). Alternátor je v důsledku velké synchronní reaktance relativně měkký zdroj. Při náhlém odlehčení stroje (vypnutí vypínače při poruše) hrozí: 1.nárůst otáček-uzavření přívodu energie na poháněcí stroj 2.zvýšení napětí-okamžité odbuzení stroje (rychloodbuzovače)

17 Provoz alternátoru v síti Předpoklad –dostatečně tvrdá síť, parametry sítě jeden alternátor neovlivní. Po přifázování je alternátor ve stavu naprázdno. Možnosti regulace: 1.změna mechanické energie na hřídeli (energie na turbíně)   změna činného výkonu alternátoru (otáčky se nezmění, frekvence je držena sítí). Jaká je reakce, jestliže alternátory nejsou schopny dodat do sítě potřebný výkon ? Dojde k poklesu frekvence, což může být příčinou rozpadu sítě ! 2.změna budícího proudu   změna jalového výkonu do sítě (napětí se nezmění, je drženo sítí Alternátory pracují většinou k konstantní budícím tokem (konstantní dodávkou jalové energie do sítě). Případná regulace se týků činného výkonu.

18 Materiály KocmanSynchronní stroje KocmanElektrické stroje a přístroje I MravecElektrické stroje a přístroje I MěřičkaElektrické stroje


Stáhnout ppt "Synchronní stroje I. Konstrukce a princip. Základní informace Rozvoj synchronních strojů byl dán zavedením střídavé soustavy. V počátku se používaly zejména."

Podobné prezentace


Reklamy Google