Элементы автоматических устройств УСТРОЙСТВО СИНХРОННОЙ МАШИНЫ
УСТРОЙСТВО СИНХРОННОЙ МАШИНЫ

Синхронные машины выполняют с неподвижным или вращающимся якорем. Машины большой мощности для удобства отвода электрической энергии со статора или подвода ее выполняют с неподвижным якорем (рис.10-2,а). Поскольку мощность возбуждения невелика по сравнению с мощностью, снимаемой с якоря (0,3..2%), подвод постоянного тока к обмотке возбуждения с помощью двух колец не вызывает особых затруднений. Синхронные машины небольшой мощности выполняют как с неподвижным, так и с вращающимся якорем. В обращенной синхронной машине с вращающимся якорем и неподвижным индуктором (рис.10-2,б) нагрузка подключается к обмотке посредством трех колец.

Рис. 10-2. Конструктивная схема синхронной машины с неподвижным (а) и вращающимся (б) якорем: 1 — якорь; 2 —обмотка якоря; 3 — полюсы индуктора; 4 — обмотка возбуждения

Питание обмотки возбуждения. В зависимости от способа питания обмотки возбуждения различают системы независимого возбуждения и самовозбуждения.

При независимом возбуждении в качестве источника для питания обмотки возбуждения служит генератор постоянного тока (возбудитель), установленный на валу ротора синхронной машины (рис.10-3,а), либо отдельный вспомогательный генератор, приводимый во вращение синхронным или асинхронным двигателем. При самовозбуждении обмотка возбуждения питается от обмотки якоря через управляемый или неуправляемый выпрямитель — обычно полупроводниковый (рис.10-3,б). Мощность, необходимая для возбуждения, сравнительно невелика и составляет 0,3...3% от мощности синхронной машины.

Рис. 10-3. Схемы возбуждения синхронной машины: 1 — обмотка якоря; 2 — ротор генератора; 3 — обмотка возбуждения; 4 — кольца; 5 — щетки; 6 — регулятор напряжения; 7—возбудитель; 8 — выпрямитель; 9—обмотка якоря возбудителя; 10 — ротор возбудителя; 11 — обмотка возбуждения возбудителя; 12 — подвозбудитель; 13 — обмотка возбуждения подвозбудителя

В мощных генераторах кроме возбудителя обычно применяют подвозбудителъ — небольшой генератор постоянного тока, служащий для возбуждения основного возбудителя. Основным возбудителем в этом случае может служить синхронный генератор совместно с полупроводниковым выпрямителем. Регулирование тока возбуждения Iв осуществляется автоматически специальными регуляторами возбуждения, однако в машинах небольшой мощности применяется регулировка и вручную реостатом, включенным в цепь обмотки возбуждения.

В современных синхронных генераторах применяют так называемую бесщеточную систему возбуждения (рис.10-3,в). При этом в качестве возбудителя используют синхронный генератор, у которого обмотка якоря расположена на роторе, а выпрямитель укреплен непосредственно на валу. Обмотка возбуждения возбудителя получает питание от подвозбудителя, снабженного регулятором напряжения.

При самовозбуждении ротор синхронной машины может вращаться синхронно с магнитным полем статора (синхронное возбуждение) или асинхронно с ним (асинхронное возбуждение).