交流同步机同步

同步电机依靠相同的旋转磁场概念, 介绍了交流感应电机。三相电流, 流动在机器的定子, 产生一个旋转磁场的恒定大小在一个理想的频率。同步和异步机之间的区别在于后者在转子一侧短路了绕组或 "松鼠笼", 而同步电机则在转子一侧有固定的磁场。这个磁场由励磁器或永久磁铁提供。永磁同步电机由于其高效率和紧凑的尺寸而变得越来越普遍, 但它们通常使用稀土材料, 这在战略材料的可用性方面是不可取的。因为转子磁场是独立于定子的, 所以使用这个术语, 它锁定旋转磁场, 使转子以相同的转速 (或同步速度) 旋转, 作为定子的旋转磁场。

刺激器为发生器提供直流电场, 可刷或无电。在这个演示中使用的设置是一个拉丝励磁机, 其中直流应用到转子绕组 (场) 的同步机通过内部刷和滑环。永磁励磁也有可能, 但超出了本实验的范围。

为了将发电机连接到电网, 发电机输出电压中的三因素必须与网格的大小、频率和相位顺序相匹配。当自动同步器通常用于大型发电厂时, 本视频中使用了一种简单的方法来进行手动协调。这种方法是 "三灯法"。该方法提供了视觉检查, 在发电机侧和电网一侧的三阶段相同的幅度, 频率和相序, 当所有的灯关闭, 由于匹配的电压, 其差异量, 看到的灯,零.

同步之后, 一旦将生成器绑定到网格, 此演示就不再需要速度控制, 因为该网格就像一个 "无限总线", 在这里, 生成器动态对网格的影响极小。因此, 发电机的频率和电压与网格侧的相同。但仍有一些影响的原动力: 如果原动机试图加快发电机, 发电机转速不会改变, 而是, 发电机产生更多的电力在电网。例如, 如果假设发电机是理想的, 提高速度有效地增加了输入机械功率, 但由于速度是固定的, 输入扭矩增加, 因此, 输出电力的发电机增加。然而, 如果原动机试图减慢发电机, 扭矩下降, 并在某一时刻, 反转的迹象, 导致发电机减少其输出功率, 直到电力流逆转, 它的行为像一个马达。

由于同步机有四个极点 (P), 并且操作频率为f= 60 Hz, 因此同步速度为 1800 rpm, 因此, 主移动器的期望速度为 120f/P= 1800 rpm。

当同步电机 (发电机) 与电网, 机器的原动力提供旋转, 但在机器的转子上的磁场应提供。这是通过使用直流电源, 它提供转子线圈和建立转子磁场。转子上的旋转直流磁场对定子侧施加交流电压, 由直流电源设置转子磁场的强度。为了逐步增加定子侧交流输出电压, 直流稳压电源的速度缓慢。

一旦达到所需的交流电压, 灯循环。以相位 "a" 为例, 假定网侧电压为 170 cos (120πt) v, 它的 RMS 电压为 120 v = 170/sqrt (2), 频率为60赫兹 (2 * 60 rad/秒)。一旦机器的相位 "a" 到达 170 cos (120πt) V, 在灯终端的电压成为零和灯关闭。然而, 这是非常困难的两个电压在同一阶段, 和机器的电压很可能是 170 cos (120πt + φ) V 的地方φ是一个非零相位差。通过调整电压大小, 使用直流转子场, 和频率, 使用原动机的速度, 在每一个机器的阶段电压和相应的网侧电压应匹配, 由于较小的电压和频率扰动。

如果从网格中的 a-b-c 的相位序列从机器上得到另一个序列 a--c-b, 则灯循环作为电压横跨灯在所有三个阶段在同一时间从未加起来到零。

当功率读数显示电网与机器之间的功率流时, 该机器作为发电机运行。这可以在电能表上注明。

同步发电机是全球发电厂发电的骨干。将生成器与网格同步已成为标准操作, 通常通过将生成器的相位序列、电压大小和频率与网格相匹配来实现自动化。采用 "刺激器" 实现了转子磁场的电压控制, 而频率控制则是利用涡轮或原动机的速度控制来实现的, 提供旋转使用蒸汽、风力、水或其他流体。频率控制通常使用 "州长" 来实现。