Школа для Электрика. Все Секреты Мастерства. Образовательный сайт по электротехнике  
ElectricalSchool.info - большой образовательный проект на тему электричества и его использования. С помощью нашего сайта вы не только поймете, но и полюбите электротехнику, электронику и автоматику!
Электрические и магнитные явления в природе, науке и технике. Современная электроэнергетика, устройство электрических приборов, аппаратов и установок, промышленное электрооборудование и системы электроснабжения, электрический привод, альтернативные источники энергии и многое другое.
 
Школа для электрика | Правила электробезопасности | Электротехника | Электроника | Провода и кабели | Электрические схемы
Автоматизация | Тренды, актуальные вопросы | Передовые энергетические технологии | Обучение электриков | Контакты



 

База знаний | Избранные статьи | Эксплуатация электрооборудования | Электроснабжение
Электрические аппараты | Электрические машины | Электропривод | Электрическое освещение

 Школа для электрика / Справочник электрика / Трансформаторы и электрические машины / Потери и коэффициент полезного действия синхронных генераторов


 Школа для электрика в Telegram

Потери и коэффициент полезного действия синхронных генераторов


Синхронные машины используется чаще всего как генераторы для производства электрической энергии переменного тока на электрических станциях, но в то же время они имеют широкое применение и как двигатели, а также как синхронные компенсаторы, представляющий собой по существу синхронные двигатели, работающие в режиме холостого хода.

Синхронные генераторы чаще всего приводятся во вращение паровыми и гидравлическими турбинами. В первом случае синхронный генератор называется турбогенератором, а во втором — гидрогенератором.

Паровые турбины принадлежат к числу быстроходных машин, соответственно чему турбогенераторы имеют неявнополюсное исполнение. Наоборот, гидрогенераторы имеют явнополюсное исполнение, так как гидравлические турбины принадлежат к числу тихоходных машин.

Синхронный генератор

Синхронный генератор

Все потери, возникающие в синхронной машине, можно разделить на две группы:

  • основные,
  • добавочные.

К основным относятся потери, которые возникают в результате проявления основных электромагнитных и механических процессов работы машины.

Такими потерями являются: основные потери в меди статорной обмотки и в меди обмотки возбуждения, потери в активной стали статора, потери на трение в подшипниках и щетках контактных колец и вентиляционные потери.

К добавочным относятся потери, которые возникают в результате проявления вторичных процессов электромагнитного характера. Некоторые из них имеют место при холостом ходе машины, другие возникают при нагрузке. Соответственно этому различают:

  • добавочные потери холостого хода,
  • добавочные потери короткого замыкания.

Причинами возникновения добавочных потерь являются:

  • потоки рассеяния статора,
  • высшие гармонические составляющие напряжения статора и ротора,
  • потери, обусловливаемые зубчатостью статора и ротора.

Синхронный генератор на электростанции

Генератор на электростанции

Основной причиной возникновения добавочных потерь являются потоки рассеяния статора. Они создают добавочные потери:

  • в пазовой и лобовой частях обмотки статора,
  • во всех металлических частях, куда проникает поток рассеяния,— щитах, нажимных плитах, бандажах и т. д.

Высшие гармонические составляющие напряжения создают добавочные потери на поверхности статора и ротора, перемещаясь относительно них с разными скоростями. Так как эти потери не проникают сколько-нибудь глубоко в металлические части из-за экранирующего действия вихревых токов, то их называют поверхностными.

Зубцовые гармонические магнитного поля вызывают частью поверхностные потери на поверхности статора и ротора вследствие поперечных колебаний потока, а частью — пульсационные потери вследствие продольных колебаний потока в зубце. Пульсационные потери по сравнению с поверхностными обычно невелики.

Средствами, с помощью которых удается уменьшить добавочные потери, являются:

  • деление проводников обмотки статора по высоте паза па ряд элементарных проводников и транспозиция их в активной и иногда в лобовой части обмотки;
  • выполнение обмотки с соответственным укорочением шага и конусным расположением лобовых частей;
  • выполнение нажимных плит, бандажей и т. д. из немагнитной стали;
  • рифление ротора в турбогенераторах.

Коэффициент полезного действия (К. п. д.) синхронного генератора вычисляется по формуле:

где P - полезная мощность, а сумма (p) - сумма всех потерь.

Коэффициент полезного действия (К. п. д.) турбогенераторов с воздушным охлаждением, работающих при полной нагрузке и коэффициенте мощности - 0,8, составляет 92—95% в турбогенераторах мощностью 0,5—3 МВт и 95—98,8% в турбогенераторах мощностью 3,5—300 МВт.

При водородном охлаждении коэффициент полезного действия турбогенератора повышается при полной нагрузке примерно на 0,8%.

Гидрогенераторы имеют практически такой же коэффициент полезного действия, как и турбогенераторы.

Другие статьи по теме:

Как устроены генераторы постоянного и переменного тока

Как устроены синхронные турбо- и гидрогенераторы

Синхронные машины - двигатели, генераторы и компенсаторы

Режимы работы синхронных генераторов, рабочие характеристики генераторов

Релейная защита синхронных машин