Реферат: . Синхронные машины (устройство, принцип действия, особенности работы. Пуск, регулирование скорости вращения, КПД, основные расчётные уравнения синхронных машин.), цена: 400 руб.

Оглавление

Введение 3
1 Принцип образования вращающегося магнитного поля 4
2 Конструктивное выполнение современных синхронных двигателей 6
3 Системы охлаждения генераторов 8
4 Возбуждение синхронных генераторов 9
5 Математическая модель синхронного двигателя 11
Заключение 14
Список использованных источников 15

Фрагмент для ознакомления

В работе [4] описываются допущения, среди которых возможность отсутствия учета электромагнитных переходных процессов в статорной цепи. Кроме того, предлагается не учитывать активное сопротивление обмотки статора по причине того, что его величина намного меньше индуктивного сопротивления. Подобные допущения позволят уменьшить порядок передаточных функций (2) и (3) до третьего. Рассмотрим случай, при котором СД имеет вентиляторную характеристику нагрузки в статических режима. Структурная схема СД с учетом нагрузочной характеристики будет иметь вид, представленный на рисунке 5.2. Рисунок 5.2 – Структурная схема СДНа рисунке 5.2 введены следующие обозначения: U – управляющее воздействие, Ed – э.д.с. обмотки статора, θ – внутренний угол, Q – реактивная мощность, V – напряжение в узле.По паспортным данным СД и характеристике нагрузки определяются параметры передаточных функций. Исходя из структурной схемы можно составить систему уравнений, описывающих состояния синхронного электропривода (4):(4)Согласно [4] корреляционная функция отклонения напряжения в узле нагрузки может быть описана выражением (5): (5)В таком случае уравнение формирующего фильтра для возмущающего воздействия может быть описано уравнениями (6):(6) где ξ – «белый шум».Для нахождения выражений, описывающих стохастическое состояние электропривода, необходимо объединить систему (4) и выражение (6). Тогда получим: (7) (8)где Х0 = [XXФ]T – расширенный вектор переменных состояния, – расширенные матрицы соответствующих размерностей. ЗаключениеВ результате выполнения реферата был проведён анализ синхронного двигателя, используемого в качестве генератора.Рассмотрены основные физические законы, которые являются основой для получения переменного магнитного поля, что способствует образованию агрегата, получившего название асинхронного двигателя. Отметим, что впервые эти свойства обнаружил наш соотечественник Доливо-Добровольский, впоследствии работавший в немецких фирмах и разработавший патент на асинхронный двигатель, заложивший основу для будущего синхронного двигателя. Представлена разработанная математическая модель СД, учитывающая характер нагрузки и выведены формулы, описывающие статистической устойчивости системы электропривода. Список использованных источниковКлючев, В.И. Теория электропривода учебник для вузов / В.И. Ключев. – 2-е изд. перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1998. – 704 с.Бесекерский В.А. Теория систем автоматического управления / В.А. Бесекерский, Е.П. Попов. – Санкт-Петербург: Профессия, 2003. – 752 с.Черных И.В. «Моделирование электротехнических устройств в Matlab, SimPowerSystems и Simulink». – М.:ДМК Пресс, 2008. – 288с.Шевченко А. Ф. Статическая устойчивость синхронных машин с постоянными магнитами //Электричество. № 8.2007. Коршунов А. И. Упрощенная математическая модель синхронного двигателя с возбуждением постоянными магнитами // Силовая электроника. № 2.2008.

Показать больше

Список использованных источников

1. Ключев, В.И. Теория электропривода учебник для вузов / В.И. Ключев. – 2-е изд. перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1998. – 704 с.
2. Бесекерский В.А. Теория систем автоматического управления / В.А. Бесекерский, Е.П. Попов. – Санкт-Петербург: Профессия, 2003. – 752 с.
3. Черных И.В. «Моделирование электротехнических устройств в Matlab, Sim Power Systems и Simulink». – М.:ДМК Пресс, 2008. – 288с.
4. Шевченко А. Ф. Статическая устойчивость синхронных машин с постоянными магнитами //Электричество. № 8. 2007.
5. Коршунов А. И. Упрощенная математическая модель синхронного двигателя с возбуждением постоянными магнитами // Силовая электроника. № 2. 2008.

Синхронный двигатель с постоянными магнитами

Министерство образования Российской Федерации Новосибирский Государственный Технический Университет Утверждаю Доцент к.т.н. ___________Стернина С.Л. ___________________2006г Реферат На тему: Синхронные двигатели с постоянными магнитами. Разработал Студент Максимов Р.С. Группа ТМ-402 Факультет Механико-технологический Титульный лист выполнен по ГОСТ 2.105-95.ЕСКД. Общие требования к текстовым документам Содержание 1.       Введение. 2.       Назначение и область применения. 3.       Устройство. 4.       Принцип работы синхронной машины. 5.       Особенности пуска двигателей с постоянными магнитами. 6.       Уравнение ЭДС и момент двигателя в синхронном режиме. 7.       Двигатели с радиальным расположением магнитов. 8.       Характеристики магнитотвердых материалов, применяемых в магнитных системах Синхронных машин. 9.       Заключение. 10.   Список литературы. Введение Применение постоянных магнитов в магнитных системах синхронных машин так же, как и в других типах электрических машин, обусловлено стремлением уменьшить габариты и вес машины, упростить конструкцию, увеличить к.п.д., повысить надежность в эксплуатации. Постоянные магниты в синхронных машинах предназначены для создания магнитного поля возбуждения, причем для этого могут применяться постоянные магниты, комбинированные с электромагнитами, по катушкам которых протекает постоянный ток. Использование комбинированного возбуждения позволяет получить требуемые регулировочные характеристики по напряжению и частоте вращения при значительно уменьшенной мощности возбуждения и объеме магнитной системы по сравнению с классическими электромагнитными системами возбуждения синхронных машин. В настоящее время постоянные магниты применяются при мощности синхронных машин до одного или нескольких киловольт-ампер. По мере создания с постоянных магнитов с улучшенными характеристиками, мощности машин возрастают.

Назначение и область применения. Синхронные машины, являются машинами переменного тока. Применяются в качестве двигателя и

Финансовая математика (19 задач с решениями)

Юридические основы аудита

Эффект финансового рычага

Эффект производственного рычага

Эффект операционного рычага в финансовом менеджменте

Анализ синхронных машин | Т.

А. Липо

Книга

Липо Т.А. (2012). Анализ синхронных машин (2-е изд.). КПР Пресс. https://doi.org/10.1201/b12211

АННОТАЦИЯ

Анализ синхронных машин, второе издание — это полностью современная трактовка старой темы. Курсы обычно преподают синхронные машины, вводя установившуюся пофазную эквивалентную схему без четкого и тщательного представления источника этого представления схемы, что является решающим аспектом. Используя другой подход, эта книга обеспечивает более глубокое понимание сложных электромеханических приводов.

Сосредоточив внимание на клеммах, а не на внутренних характеристиках машин, книга начинается с общей концепции функций обмотки, описывающей размещение любой практической обмотки в слотах машины. Это представление позволяет читателям ясно понять расчет всех соответствующих собственных и взаимных индуктивностей машины. Это также помогает им легче концептуализировать машину во вращающейся системе координат, после чего они могут ясно понять происхождение этого важного представления машины.

• Приводит числовые примеры
• Адресация уравнений Парка, начиная с функций обмотки
• Описывает работу синхронной машины в качестве моторного привода LCI
• Обеспечивает моделирование переходных процессов синхронной машины, а также регулировку напряжения

Используя свой более чем 30-летний опыт преподавания предмета в Университете Висконсина, автор Т.А. Lipo представляет решение схемы как в классической форме с использованием векторного представления, так и путем внедрения подхода, использующего MathCAD 9.0027 ® , что значительно упрощает и расширяет возможности решения задач среднего учащегося. В оставшейся части текста описывается, как справляться с различными типами переходных процессов, такими как переходные процессы с постоянной скоростью, а также с несбалансированной работой и неисправностями, а также с моделированием малых сигналов для устойчивости переходных процессов и динамической устойчивости.

Наконец, автор обращается к моделированию больших сигналов с использованием MATLAB ^® /Simulink ^® для полного решения нелинейных уравнений явнополюсной синхронной машины. Это обновленное издание, представляющее собой ценный инструмент для обучения, предлагает тщательно переработанное содержание с добавлением новых деталей и более качественных рисунков. 9

Распределение витков в идеальной машине

глава 4|71 страница

Стационарное поведение синхронных машин

глава 5|49 страниц

Анализ переходных процессов синхронных машин

глава 6|34 страницы

Устойчивость энергосистемы к переходным процессам

глава 7|45 страниц

Системы возбуждения и динамическая устойчивость

глава 8|44 страницы

Синхронные приводы с естественной коммутацией

глава 9|27 страниц Операция

глава 10|30 страниц

Линеаризация уравнений синхронных машин

глава 11|49 страниц

Компьютерное моделирование синхронных машин

Введение в синхронный двигатель, работа, типы, конструкция, преимущества и применение

Привет, друзья! Надеюсь, у вас все хорошо. В сегодняшнем уроке мы рассмотрим Введение в синхронный двигатель. Двигатели переменного тока — это такие устройства системы электроснабжения, которые преобразуют электрическую энергию в механическую в зависимости от входного питания, будь то однофазное или трехфазное. Наиболее часто используемыми переменными двигателями являются асинхронный двигатель и синхронный двигатель.

Структура синхронного двигателя сравнима с синхронным генератором, любая синхронная машина может работать как синхронный двигатель или генератор. Нормальная мощность этих двигателей составляет от пятидесяти киловатт до одного мегаватта, а их скорость вращения составляет от пятидесяти до восемнадцати сотен оборотов в минуту (об/мин). Основным недостатком этого двигателя является то, что он не запускается самостоятельно, в то время как асинхронный двигатель запускается самостоятельно. В сегодняшнем посте мы рассмотрим его принцип работы, конструкцию, метод запуска и другие связанные термины. Итак, начнем с Введение в синхронный двигатель.

Введение в синхронный двигатель

• Синхронный двигатель — это такой двигатель, в котором скорость вращения ротора идентична синхронной скорости, синхронная скорость — это скорость вращения магнитного поля, создаваемого на статоре мотор.
• Статор двигателя является электромагнитным, который создает поле, когда на статоре подается ток, скорость вращения поля называется синхронной скоростью.

• Ротор синхронного двигателя ведет себя как постоянный магнит или электромагнит, и его поле взаимодействует с полем статора, чем он вращается одновременно с вращением поля статора.
Синхронный двигатель
• также известен как с двойной подачей , потому что его ротор и статор оба подключены к входному питанию.
• Обычно используемые двигатели переменного тока представляют собой асинхронные и синхронные двигатели.
• Основное различие между этими двумя двигателями заключается в том, что синхронный двигатель вращается с постоянной скоростью, аналогичной скорости вращения поля статора.
• В то время как в асинхронном двигателе требуется скольжение, это означает, что скорость вращения ротора меньше скорости вращающегося поля на статоре.
• Небольшой двигатель используется в различных часах, магнитофонах, чтобы обеспечить точную скорость для этого устройства.
• Более крупные двигатели, используемые в энергосистеме, выполняют две функции: во-первых, это преобразование электрической энергии в механическую, во-вторых, эти двигатели регулируют коэффициент мощности системы до единицы или почти до единицы.

Принцип работы синхронного двигателя

• Для понимания принципа работы синхронного двигателя возьмем двухполюсный двигатель, показанный на данном рисунке.
• Как известно, в случае синхронной машины это либо двигатель, либо генератор, у него обмотки возбуждения находятся на роторе, а обмотки якоря на статоре, а в асинхронных машинах по-другому.
• Когда ток возбуждения подается на ротор, создается поле на роторе.
• Тогда 3-фазное питание   на статоре также создает 3-фазный ток на статоре.
• За счет трехфазного тока на статоре создается фазное вращающееся поле на статоре B _S .
• Итак, теперь в этом синхронном двигателе есть 2 выхода поля, тогда поле ротора B _R будет пытаться следовать за полем статора, подобно тому, как 2 магнита, которые находятся близко друг к другу, будут пытаться выстроиться в линию.
• В качестве поля статора Б
  S вращательное поле ротора пытается непрерывно следовать за полем статора.
• Если между этими двумя полями имеется большой угол, то сила, приложенная к ротору, будет выше, поэтому ротор движется, поскольку его поле пытается поймать поле ротора.
• Основной принцип работы синхронных двигателей заключается в том, что их роторы постоянно пытаются следовать скорости вращения поля статора, таким образом, двигатель работает.

Эквивалентная схема синхронного двигателя

• Почти все аспекты синхронного двигателя, такие как конструкция и работа, аналогичны синхронному генератору , но разница в том, что генератор преобразует механическую энергию в электрическую, а двигатель преобразует электрическую энергию в механическую.
• Из-за этого направление потока мощности будет против потока мощности генератора, и ток также будет обратным.

• Таким образом, эквивалентная схема синхронного двигателя будет аналогична эквивалентной схеме синхронного генератора, но ток I _A направление потока будет противоположно генератору.
• Результирующая схема синхронного двигателя показана на данном рисунке.

 

• На этом рисунке показана эквивалентная схема двигателя по фазам.  

• Если применить КВЛ (закон напряжения Кирхгофа) к эквивалентной схеме синхронного двигателя, то получим следующие уравнения.

Vø= E _A + jX _S I _A + R _A I _A

E _A = Vø – jX _S I _A – R _A I _A

• These equations are similar to синхронный генератор, но разница в том, что знак другой.

Синхронный двигатель с точки зрения магнитного поля

• Для дальнейшего понимания работы синхронного двигателя предположим, что синхронный генератор соединен с бесконечной шиной (эта шина имеет постоянное значение частоты и напряжения при различных значениях нагрузки связанные с ним).
• Первичный двигатель генератора передает крутящий момент на генератор в направлении вращения генератора.
• Схема синхронных векторов, связанных с большой энергосистемой (бесконечная шина), показана на данном рисунке.

• Здесь показан результирующий рисунок поля.

• Поле ротора B _R генерирует внутреннее генерируемое напряжение (E _A ), чистое поле (B _net ) генерирует фазное напряжение (V _ø ) и поле статора (E _S ) дает (E _stat = -jXsI _A )
• Из рисунка поля и векторной диаграммы генератора видно, что направление их вращения против часовой стрелки.

• Для расчета крутящего момента, индуцированного в генераторе, мы можем использовать приведенное выше значение поля и написать уравнение для индуцированного крутящего момента в виде.

t _инд =kB _R x B _нетто

t _инд =kB _R B _net sinδ

• Если мы посмотрим на рисунок поля, то заметим, что t _ind направление по часовой стрелке, противоположное вращению генератора.
• Можно сказать, что этот индуцированный крутящий момент противодействует силе, приложенной крутящим моментом, приложенным t _app первичным двигателем.

Предположим, что в месте вращения вала по направлению движения первичный двигатель резко теряет мощность и начинает тянуть вал генератора. Что теперь с генератором?

• Из-за этого скорость вращения ротора будет уменьшаться и отставать от поля генератора. Это показано на приведенном рисунке.

• Из-за низкой скорости вращения ротора поле ротора (B _R ) также будет уменьшаться и отставать от чистого поля (B _net ) из-за этого работа генератора резко меняется.

t _ind =kB _R x B _net

• Из этого уравнения видно, что когда поле ротора (B _R ) отстает от чистого поля (B _net ) направление индуцированного крутящего момента также изменяется, и он движется против часовой стрелки.
• Проще говоря, мы можем сказать, что крутящий момент теперь следует за траекторией вращения, и генератор становится двигателем.
• Увеличение угла крутящего момента (δ) приводит к созданию более высокого крутящего момента в направлении движения, пока, наконец, индуцированный крутящий момент в двигателе не станет равным крутящему моменту нагрузки на его валу.
• В этот момент генератор работает на синхронной скорости, но ведет себя как двигатель.

 В-кривая синхронного двигателя

• Кривая В синхронного двигателя является графическим представлением тока, протекающего через статор, и тока возбуждения, протекающего через ротор.
• На приведенном рисунке вы можете видеть график между током якоря Ia и током возбуждения If и его формы похожи на букву «V», поэтому он называется кривой V.
• Значение коэффициента мощности P.F можно изменять, изменяя значение тока возбуждения. Как мы уже обсуждали, значение тока якоря зависит от изменения тока возбуждения.
• Предположим, синхронный двигатель работает без нагрузки. Поэтому при изменении или увеличении значения тока возбуждения ток якоря Ia начинает уменьшаться и принимает наименьшее значение.
• В этот момент фактическое значение мощности двигателя равно «1».

Синхронный двигатель Конструкция

• Синхронный двигатель состоит из двух основных частей: первая — вращающаяся часть, называемая ротором, а вторая — статическая часть, известная как статор.
• Сборка статора асинхронного двигателя аналогична синхронному двигателю.
• Но разница в конструкции ротора заключается в том, что ротор синхронного двигателя подключен к внешнему источнику возбуждения, а асинхронный двигатель не имеет этого источника питания и проявляет самозапуск.

• Управляющая часть синхронного двигателя состоит из обмоток, размещенных в разных пазах на статоре.
• Расположение обмоток в этом двигателе аналогично расположению обмоток на статоре синхронного генератора.

Разница между синхронным и асинхронным двигателем

Синхронный двигатель	Асинхронный двигатель
При подаче входного питания на статор двигателя он движется с синхронной скоростью. Синхронная скорость – это скорость вращения поля, создаваемого на статоре.	Скорость вращения асинхронного двигателя меньше синхронной скорости.
Его ротор подключен к отдельному источнику постоянного тока, что обеспечивает возбуждение ротора для процесса самозапуска.	Асинхронный двигатель запускается самостоятельно, нет необходимости в отдельном источнике постоянного тока.
Во время начального процесса двигателя скорость вращения ротора должна быть равна синхронной скорости. Если это происходит, то ротор магнитно связывается с полюсами, сцепленными с ротором полем, поэтому ротор продолжает свою работу с синхронной скоростью.	Нет необходимости в какой-либо отдельной цепи для запуска двигателя.
Основное различие между асинхронным двигателем и синхронным двигателем заключается в том, что синхронному двигателю требуется внешний источник постоянного тока.	Отсутствует источник постоянного тока.
Контактные кольца и угольные щетки соединены с синхронным двигателем.	Нет необходимости в токосъемном кольце и угольных щетках, что упрощает конструкцию.
Для этого двигателя требуется специальная схема, чтобы ротор вращался с синхронной скоростью.	Никаких специальных схем не требуется.
Значение коэффициента мощности синхронного двигателя может быть отстающим, единичным или опережающим	Из-за индуктивной нагрузки всегда работает с отстающим коэффициентом мощности
Эффективность этих двигателей выше, чем у асинхронных двигателей.	Его КПД меньше, чем у синхронного двигателя.
Его цена также выше.	Это дешевле.

Применение синхронного двигателя

• Ниже перечислены некоторые применения синхронного двигателя.
• Основной целью установки в различных энергосистемах является поддержание коэффициента мощности.
• Эти двигатели также используются для регулирования напряжения.
• Используется в таких системах, где работают меньшие скорости и более высокие нагрузки.
• Компрессоры в основном состоят из синхронного двигателя.
• Кривошипные рукоятки, шлифовальные станки или там, где работают нагрузки высокой мощности, где используются эти двигатели.

Разница между синхронным двигателем и асинхронным двигателем

• Ниже приведены некоторые различия между синхронным и асинхронным двигателем.

Асинхронный двигатель

Синхронный двигатель	Асинхронный двигатель
В этом типе двигателя скорость вращения входного питания на статоре равна скорости вращения ротора.	Скорость вращения его ротора меньше скорости вращения поля на статоре.
Гистерезисный двигатель, реактивный двигатель, бесщеточный двигатель являются синхронными двигателями.	известен как асинхронный двигатель.
Скольжение для этих двигателей равно нулю.	в этом двигателе скольжение имеет некоторое значение.
Для запуска требуется отдельный источник.	Этот двигатель не имеет отдельного источника.
Контактные кольца и угольные щетки соединены с синхронным двигателем.	Нет необходимости в токосъемном кольце и угольных щетках, что упрощает конструкцию.
также нужны контактные кольца и угольные щетки.	Контактное кольцо и угольные щетки не нужны для этого двигателя.
Дороже асинхронного двигателя.	Это дешевле.
Высокая эффективность.	Его КПД меньше, чем у синхронного двигателя.
Его мощность может варьироваться в зависимости от подключенной нагрузки.	Всегда работает с индуктивным коэффициентом мощности.
Его скорость остается постоянной независимо от изменения нагрузки.	Его скорость уменьшается с увеличением нагрузки.
Несамостоятельный двигатель	Это двигатель с автоматическим запуском.
Изменение приложенного напряжения не влияет на крутящий момент двигателя.	Изменение приложенного напряжения также влияет на крутящий момент двигателя.

Номинальные характеристики синхронного двигателя

•  Поскольку физическая структура синхронного двигателя аналогична синхронному генератору, их номинальные характеристики также будут схожими.
• Основное отличие состоит в том, что внутренне генерируемое напряжение высокого значения обеспечивает опережающий коэффициент мощности, а не отставание, поэтому эффект экстремального If, обозначаемый как рейтинг опережающего коэффициента мощности.
• Поскольку мощность двигателя является механической, мощность двигателя будет в л.с., а не в кВт. На приведенном рисунке показан номинал большого двигателя.

• Важно то, что синхронные двигатели малой мощности также имеют эксплуатационный коэффициент, указанный на паспортной табличке.
• Проще говоря, синхронный двигатель более подходит для приложений с меньшей скоростью и большой мощностью, чем асинхронный двигатель, поэтому эти двигатели обычно используются для таких приложений, где работают высокие нагрузки.

Преимущества синхронного двигателя

• Вот некоторые преимущества синхронного двигателя .
• Основным преимуществом этого двигателя является сохранение коэффициента мощности системы.
• Его скорость всегда остается постоянной при увеличении или уменьшении нагрузки, что делает его наиболее эффективным для промышленного использования.
• Эти двигатели обеспечивают механическую стабильность по сравнению с асинхронными двигателями благодаря большему воздушному зазору.
• Его мощность линейно зависит от напряжения.
• Его эффективность выше, чем у асинхронного двигателя почти на девяносто процентов.

Недостатки синхронного двигателя

• Наряду с достоинствами и преимуществами этот двигатель также имеет некоторые недостатки, которые описаны здесь.