21.03.15

Принципиальные схемы подключения судовых синхроноскопов

Синхроноскопы служат для контроля синхронизации генераторов переменного тока при включении их на параллельную работу. В настоящее время на судах применяют синхроноскопы электромагнитной системы типов Э1505, Э1605, Э145.

Известно, что лепесток железа, находящийся в неравномерном поле, устанавливается по направлению максимальной интенсивности поля. Ротор синхроноскопа состоит из двух лепестков и замыкающей втулки, расположенных в виде буквы Z и изготовленных из магнитомягкого материала. Ротор охватывается неподвижной катушкой с обмоткой возбуждения. Неподвижная часть измерительного механизма представляет собой статор с пазами, в которые уложена трехфазная обмотка.

Схема включения электромагнитного синхроноскопа в сеть напряжением 380 В
Рис. 1. Схема включения электромагнитного синхроноскопа в сеть напряжением 380 В

Схема включения прибора показана на рис. 1. Через добавочные резисторы трехфазная обмотка включается на напряжение синхронизируемого генератора II, а обмотка возбуждения — на два фазы работающего генератора I. В этом случае обмотка статора создает вращающееся (частотой вращения 2πf1 об/с) магнитное поле, неизменное по величине (f1 — частота подключаемого генератора).

Обмотка возбуждения (обмотка ротора) создает переменное синусоидальное магнитное поле, направленное по оси ротора перпендикулярно вращающемуся полю статора. Результирующее (от сложения магнитных полей статора и ротора) магнитное поле действует на лепестки ротора. Как показывает расчет, результирующее поле неизменно по величине и вращается с частотой, пропорциональной разности частот f1—f подключаемого генератора и сети. Это вращающееся поле увлекает за собой ротор, лишенный противодействующего момента. Если частота подключаемого генератора f1 больше частоты сети f, то ротор вращается по часовой стрелке — в направлении быстрее.

Если же частота сети f больше частоты подключаемого генератора f1, то ротор вращается против часовой стрелки — в направлении медленнее. При равенстве частот ротор устанавливается на отметку синхронизации. В этот момент можно произвести подключение генератора к сети. Для более плавного движения подвижной части в приборах предусмотрен магнитоиндукционный успокоитель.

На некоторых судах установлены щитовые синхроноскопы типа Д430 ферродинамической системы. Из-за необходимости иметь круговое вращение стрелки в синхроноскопе применен миниатюрный синхронный двигатель — сельсин. Принцип его использования в приборе основан на следующем. Если обмотку ротора синхронного двигателя питать постоянным током, а обмотки статора — трехфазным, то ротор будет вращаться с постоянной частотой вращения, пропорциональной частоте трехфазного тока, np=2πf.

Причиной вращения ротора является взаимодействие поля статора с током в обмотке ротора, которое создает необходимый вращающий момент. Если обмотки статора питать током частотой f1, а в обмотку ротора подать переменный ток частотой f2 < f1, то ротор будет иметь частоту вращения, пропорциональную разности частот f1 и f2. Причем если частота f1 больше частоты f2, то ротор будет вращаться по часовой стрелке, если же частота f2 больше частоты f1, то вращаться он будет против часовой стрелки. В том случае, если частоты токов в статоре f1 и в роторе f2 одинаковы, ротор будет неподвижен.

Принципиальная схема (а) и схема включения (б) синхроноскопа
Рис. 2. Принципиальная схема (а) и схема включения (б) синхроноскопа

Эти свойства синхронного двигателя использованы для применения его в качестве измерительного механизма стрелочного синхроноскопа типа Д340. Ротор сельсина включается в сеть на две фазы работающего генератора, а его статор включается на напряжения синхронизируемого генератора (рис. 2).

Измерительным механизмом прибора является миниатюрный сельсин типа А7. Ротор с двумя явно выраженными полюсами имеет однофазную обмотку. Обмотка ротора посредством встроенного понижающего трансформатора включается на зажимы И1 и И2 прибора, к которым подводится линейное напряжение работающего генератора II. Статор с неявновыраженными полюсами имеет трехфазную обмотку, соединенную звездой. Концы статорной обмотки через понижающие трансформаторы выведены к зажимам А, В и С прибора и включаются на линейное напряжение синхронизируемого генератора I.

При протекании тока по статорной обмотке создается вращающееся магнитное поле. Если частота изменения поля ротора и частота вращения поля статора одинаковы, вращающий момент сельсина равен нулю и стрелка прибора, закрепленная на оси ротора, остановится. Положение стрелки относительно отметки синхронизации зависит от угла сдвига одноименных фаз работающего и синхронизируемого генераторов.

Для включения генераторов переменного тока на параллельную работу необходимы не только равенство их частот (синхронность), но и совпадение фаз их напряжений (синфазность). При несовпадении фаз и совпадении частот стрелка остановится в положении, не совпадающем с отметкой синхронизации на 120°. Для удобства определения необходимого изменения частоты вращения синхронизируемого генератора на шкале прибора, справа от средней отметки, сделана надпись «Быстрее», а слева — «Медленнее», что указывает, быстрее или медленнее синхронной частоты вращения вращается ротор синхронизируемого генератора.

Общий вид (а), схема (б) лампового синхроноскопа
Рис. 3. Общий вид (а), схема (б) лампового синхроноскопа

На некоторых судах с электростанцией малой мощности применяют ламповый синхроноскоп (рис. 3), состоящий из трех ламп накаливания. Лампа Л1 (см. рис. 3,б) включается «на темноту» и в момент синхронизации гаснет, а лампы Л2 и ЛЗ включаются «на светлое», параллельно автомату в разные фазы, и в момент синхронизации горят в полный накал. Лампы размещают по вершинам равностороннего треугольника, закрывают матовым стеклом и помещают в кожух.

При неравенстве частот вращения генераторов лампы будут зажигаться и гаснуть в определенном порядке. Это создает впечатление вращающегося светового пятна. Чем меньше отличаются частоты вращения генераторов, тем медленнее вращается световое пятно. В момент синхронизации, когда вращение пятна прекращается, включают синхронизируемый генератор.

⇓ДОБАВИТЬ В ЗАКЛАДКИ⇓


⇒ВНИМАНИЕ⇐
  • Материал на блоге⇒ Весь материал предоставляется исключительно в ознакомительных целях! При распространении материала используйте пожалуйста ссылку на наш блог!
  • Ошибки⇒ Если вы обнаружили ошибки в статье, то сообщите нам через контакты или в комментариях к статье. Мы будем очень признательны!
  • Файлообменники⇒ Если Вам не удалось скачать материал по причине нерабочих ссылок или отсутствующих файлов на файлообменниках, то сообщите нам через контакты или в комментариях к статье.
  • Правообладателям⇒ Администрация блога отрицательно относится к нарушению авторских прав на www.electroengineer.ru. Поэтому, если Вы являетесь правообладателем исключительных прав на любой материал, предоставленный на ресурсе, то сообщите нам через контакты и мы моментально примем все действия для удаления Вашего материала.


⇓ОБСУДИТЬ СТАТЬЮ⇓
 

Сисадмин мнил себя богом сети, электрик грубо развеял этот миф. Научись развеивать мифы! © Electrical Engineer's blog [2010-2016].