A Windows XP alapjai
1 A szinkron gépek gerjesztése
A szinkron gép rotorját állítható egyenárammal kell ellátni. Nagy teljesítményű gépeknél ez az áram I e több száz ampert is elérhet; mivel egy ilyen intenzitású áramot nehéz közvetlenül irányítani, a gerjesztést egy több fokozatú eszközről kapjuk.
1.1. Egy gerjesztő használata
A leggyakrabban használt eszköz egy egyenáramú generátor, úgynevezett gerjesztő. , a szinkron gép tengelyére szerelve. A gép armatúrája össze van kötve a szinkron gép rotorjának tápláló gyűrűit súroló kefékkel.
Közepes teljesítményű gépeknél a gerjesztő sönt gerjesztésbe van szerelve, és az I e gerjesztési áramot a gerjesztő gerjesztő reosztátja szabályozza.
Nagyobb teljesítményű gépeknél két kaszkádba szerelt gerjesztő gépet használnak. Az Exp fő gerjesztő biztosítja a szinkron gép rotorját, saját gerjesztését pedig az Exs másodlagos gerjesztő armatúrája biztosítja. Az I e áramot az Exs gerjesztő áramkör szabályozza, amelynek szabályozói kis teljesítményen működnek.
Például egy 10 kV-os generátor; 245 A; A 42,5 MVA gerjesztő áramköre I e = 750 A alatt van
V e = 120 V, azaz 90 kW névleges gerjesztési teljesítmény. A fő gerjesztő 750 és
1200 A 120–190 V feszültségen; induktorát 120 V feszültségen 20 A intenzitással táplálják. A szekunder gerjesztő 20–50 A áramot szolgáltat 120 V alatt, vagyis csak 6 kW teljesítményt.
Nagy teljesítmény esetén a kefék és a gyűrűk nagy áramellátását nehéz megadni
elérni; a gerjesztő eszközt az 1. ábra szerinti eszközzel lehet fejleszteni:
A gépek karosszériái kikelt formában, az induktivitások pedig négyzetben vannak ábrázolva.
Az Exs másodlagos gerjesztő egy háromfázisú generátor, amelyet állandó mágnesek gerjesztenek a rotoron. Az Exp fő gerjesztő egy másik háromfázisú generátor, amelynek állórésze az induktor. Gerjesztését az Ex és az Exp közé helyezett tirisztoros egyenirányító szabályozza. Az Exp armatúrája egy PD3 dióda egyenirányítót szállít, amely integrálva van a szinkron gép rotorjával, ezért a forgó diódák neve. ennek az egyenirányítónak adják. Ez az eszköz elkerüli a gyűrűk és kefék használatát.
2 A szinkron gépek hatékonysága
A folyamatos gépekhez hasonlóan a veszteségek a következőkre oszlanak:
veszteségek a vasban
a gép állórészét az állórész és a rotor amperfordulatainak összetételéből adódó forgó mezőnek vetik alá; az egyes pontok mezője az f frekvencián változik, és hiszterézissel és örvényárammal okoz veszteségeket. Ezeknek a veszteségeknek a kiszámítása összetett a szivárgások áramlása, a fogak és a rovátkák alakja, valamint a felharmonikusok miatt. A p vas = a. (F 1.5). (B max 2.2) empirikus képlet meglehetősen jó közelítést ad ezekhez a veszteségekhez.
ezeket a sebesség négyzetével arányos szellőztetési veszteségekre és a sebességgel arányos súrlódási veszteségekre bontják.
veszteségek Joule-effektussal az armatúrában
egy háromfázisú gépnél, amelynek I intenzitása áramban van, fázisonként pedig J, ezek a veszteségek
p js = 3.R.J ² = 3.R kb. I ²/2 egy fázis R ellenállásával vagy a vonal termináljai közötti R app ellenállással. A valóságban a számítás összetettebb, különösen nagy teljesítményű gépeknél; a nagy szelvényű armatúra rudakat a bőr hatásának teszik ki, amely módosítja az ellenállást; az áramlás eloszlása a hornyokban nem egyenletes, emf-et indukál paraziták keringési áramokat hoznak létre a rudakban.
veszteségek Joule-effektussal az induktorban
az induktor p jr = R e .I e ² veszteségeihez hozzá kell adnunk a szabályozó tagok veszteségeit;
például amikor az induktivitást egy h ex hatékonyságú gerjesztő látja el,
ezek a veszteségek figyelembe veszik az összes parazita jelenséget, amelyet nem tudunk modellezni.
Generátoros üzem esetén a hatékonyság egy független gerjesztésű gépre vonatkozik:
amikor a gépet egy vagy több gerjesztő gerjeszti a tengelyen, a gerjesztési veszteségeket beleszámítják a mechanikai teljesítménybe.
A motor működése esetén a hatékonyság független gerjesztésre vonatkozik:
és gerjesztők által hajtott gép esetében:
Ami az egyenáramú gépet illeti, meghatározhatjuk a hozzávetőleges hatékonyságot a P = Ö 3.U.I.cos j villamos teljesítmény kiszámításával, majd a mechanikai teljesítmény levonásával a mérhető és kiszámítható veszteségek összeadásával vagy kivonásával; ez a hozam nem veszi figyelembe a további veszteségeket.
Kizárjuk a közvetlen mérést, amelyet nagy teljesítményű gépeknél lehetetlen elvégezni, és amely nem minden esetben túl pontos. Indirekt mérést hajtunk végre annak érdekében, hogy meghatározzuk a hatékonyságot egy működési pontban motorként vagy generátorként, az U, I, j és I e elektromos mennyiségekkel.
Külön veszteség módszer
A szinkron gépet kalibrált egyenáramú motor hajtja, vagyis a hatékonysága ismert. Három tesztet hajtanak végre:
v nyitott áramkörű rotor és állórész teszt: az egyenáramú motor által szolgáltatott teljesítmény megegyezik a mechanikai veszteségekkel; ezt a vizsgálatot n sebességgel kell elvégezni.
v a terhelés nélküli generátor teszt: az egyenáramú motor által szolgáltatott teljesítmény a mechanikai veszteségek és a vasban keletkező veszteségek összege. Ahhoz, hogy terhelés alatt működési mechanikai veszteségei legyenek, meg kell adnunk az n sebességet. Ahhoz, hogy az üzemi vas veszteségei terhelés alatt legyenek, ugyanolyan fluxussal kell rendelkeznünk; a gerjesztési áramot I e-re állítjuk be, ha a lineáris modellt alkalmazzuk, vagy lehetőleg I ec-re, a Potier-módszer ekvivalens áramára.
v generátor rövidzárlat teszt: az emf alacsony rövidzárlat esetén a vas veszteségei elhanyagolhatók; a folyamatos motor által szolgáltatott teljesítmény a mechanikai veszteségek és az állórész Joule-effektus által okozott veszteségeinek összege.
Ez a három teszt lehetővé teszi a mechanikai veszteségek külön meghatározását a vasban és a Joule-effektust az armatúrában. A gerjesztési veszteségeket kiszámítják.
Ez a módszer egyszerűen megvalósítható, de hátránya, hogy közvetett tesztek során mérik a veszteségeket, vagyis olyan körülmények között, amelyek különböznek a terhelés alatti futástól.
Vákuum motoros módszer
A gép terhelés nélküli motorként működik, független gerjesztéssel; az armatúra által felvett teljesítmény a mechanikai veszteségek összege, a vasban és a Joule-effektusban. A fordulatszám n, a gerjesztési áramot az előző módszerhez hasonlóan állítják be, hogy megkapják a terhelési teszt mechanikai és vasveszteségét; összegük megegyezik az elnyelt teljesítmény mínusz a Joule-effektus terhelés nélküli veszteségeivel.