3. СИНХРОННЫЕ МАШИНЫ
(Вопросы к аттестационному экзамену)
3.1. Какие два основных виды синхронных машин Вы знаете? Объясните их устройство. .
3.2. С какой целью магнитопроводы синхронных машин изготавливают из магнитных материалов? Почему магнитопровод статора собирают из тонких изолированных листов электротехнической стали?
3.3. Объясните, почему обмотки статоров электрических машин переменного тока выполняют распределенными и с укороченным шагом? Что такое распределение и укорочение шага обмотки?
3.4. Какой должна быть форма магнитного поля, создаваемого током возбуждения, в зазоре синхронной машины? За счет чего достигается требуемая форма магнитного поля в явно- и неявнополюсных машинах?
3.5. Как называется короткозамкнутая обмотка, которую устанавливают на роторе явнополюсных синхронных машин? Для чего предназначена эта обмотка в генераторах и двигателях?
3.6. Почему синхронные генераторы с различными скоростями вращения ротора генерируют напряжение одинаковой частоты 50 Гц?
3.7. Определите частоту и действующее значение первой гармонической линейной ЭДС обмотки якоря двухполюсного синхронного турбогенератора в режиме холостого хода. Ротор вращается с частотой 3000 об/мин. Основная гармоническая магнитного потока равна 2,76 Вб. Схема обмотки якоря «звезда». Число последовательно соединенных витков фазы обмотки якоря 14. Обмоточный коэффициент по основной гармонической магнитного поля 0,9264.
3.8. Начертите график характеристики холостого хода синхронного генератора и объясните её вид.
3.9. Объясните взаимодействие МДС возбуждения и якоря синхронного генератора при активной нагрузке.
3.10. Объясните взаимодействие МДС возбуждения и якоря синхронного генератора при индуктивной нагрузке.
3.11. Перечислите известные Вам параметры (сопротивления) обмотки якоря синхронной машины в установившемся режиме. Дайте название этим параметрам, укажите соотношение их величин. Объясните, чем обусловлено различие величин этих параметров.
3.12. Начертите график характеристики симметричного короткого замыкания синхронного генератора и объясните её вид.
3.13. У турбогенератора с нормальной характеристикой холостого хода синхронное индуктивное сопротивление обмотки якоря x*d = x*C = 1,85. Определите ток трехфазного установившегося короткого замыкания I*Кпри токе возбуждения I*f = 1,0
3.14. Объясните, почему ток установившегося короткого замыкания синхронного генератора соизмерим (близок по величине) с номинальным током машины?
3.15. С помощью реактивного треугольника определите в относительных единицах МДС якоря, приведенную к обмотке возбуждения при номинальном токе нагрузки турбогенератора. Номинальные данные: мощность Р2Н = 160 мВт; линейное напряжение UНЛ = 18 кВ; частота f1 = 50 Гц; коэффициент мощности cosjН = 0,85. Отношение короткого замыкания ОКЗ = 0,58. Сопротивление рассеяния обмотки якоря x*s = 0,18. Характеристика холостого хода нормальная.
3.16. Почему меняется напряжение синхронного генератора, работающего на автономную нагрузку, с увеличением нагрузки при неизменном токе возбуждения? Начертите соответствующие характеристики машины.
3.17. Объясните, почему изменяется напряжение обмотки статора при увеличении активно-ёмкост-ной нагрузки синхронного генератора. Начертите соответствующую характеристику и объясните её вид.
3.18. Как нужно регулировать ток возбуждения при увеличении активно-индуктивной нагрузки синхронного генератора, чтобы выходное напряжение было неизменным. Начертите соответствующую характеристику.
3.19. Турбогенератор мощностью 320 МВт работает с номинальной нагрузкой. Коэффициент мощ-ности cosjН =0,85. Приведенная к обмотке возбуждения МДС якоря F*a f Н = 1,7. Индуктивное сопротивление рассеяния обмотки якоря x*s = 0,14. Характеристика холостого хода нормальная. С помощью диаграммы Потье определите МДС обмотки возбуждения генератора F*f Н, обеспечивающую заданный режим работы машины.
3.20. Перечислите известные Вам потери мощности в синхронных машинах. В каких частях синхронной машины выделяются эти потери? Какие из потерь преобладают в режиме холостого хода, какие – в режиме короткого замыкания?
3.21. Номинальные данные трехфазного двухполюсного турбогенератора: линейное напряжение 13,8 кВ; фазный ток 4180 А; коэффициент мощности 0,8. Частота напряжения 50 Гц. Схема обмотки статора «звезда». Активное сопротивление фазы обмотки статора 0,00213 Ом. Напряжение возбуждения 196 В, ток возбуждения 2010 А. Потери мощности в номинальном режиме: механические 246 кВт; магнитные 326 кВт; добавочные193 кВт. Определите номнальные: активную электрическую мощность генератора и механический вращающий момент турбины.
3.22. Объясните, что нужно сделать, чтобы включить синхронную машину в сеть. Какие способы включения синхронных машин в сеть Вы знаете? Укажите достоинства и недостатки этих способов включения.
3.23. Синхронная машина включена в сеть методом точной синхронизации. Что нужно сделать, чтобы нагрузить эту машину активной электрической мощностью?
3.24. Синхронная машина включена в сеть методом точной синхронизации. Что следует сделать, что-бы машина стала отдавать реактивную мощность в сеть? Объясните физические процессы, происходящие при этом в машине. Начертите соответствующую характеристику.
3.25. Объясните действие МДС якоря на магнитное поле перевозбуждённой синхронной машины.
3.26. В чем различие U–образных характеристик ненагруженных синхронного двигателя и синхронного генератора?
3.27. Синхронный двигатель включен в сеть с напряжением UНЛ = 6000 В, частотой f1= 50 Гц и нагружен номинальной мощностью Р2Н = 500 кВт. Номинальные коэффициент мощности cosjН = 0,9 (опережающий) и КПД hН = 93 %. На роторе двигателя 16 полюсов. Определите номинальную частоту вращения ротора, полезный механический момент на валу и потребляемую двигателем из сети активную мощность.
3.28. Объясните, как пускают в ход синхронные двигатели. Укажите достоинства и недостатки различных способов пуска. Какой из способов пуска наиболее распространён?
3.29. Начертите зависимость потребляемой из сети синхронным двигателем активной мощности от полезной механической мощности на валу и объясните вид этой зависимости.
3.30. Объясните, почему синхронные двигатели рассчитывают для работы с опережающим коэффициентом мощности (в большинстве случаев равным 0,9).
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.