Как найти частоту вращения генератора

При рассмотрении вопроса о получении переменного тока указывают, что за один оборот ротора индуктированная в проводниках обмотки генератора электродвижущая сила (ЭДС) имела один период. Если ротор генератора делает, например 5 об/сек, то ЭДС будет иметь 5 пер/сек или частота тока генератора будет равна 5 Гц. Следовательно, число оборотов в секунду ротора генератора численно равно частоте тока.

Частота тока f выражается следующим соотношением:

где n – число оборотов ротора в минуту.

Для получения от генератора стандартной частоты тока – 50 Гц ротор должен делать 3000 об/мин, то есть

Однако наши рассуждения были справедливы только для двухполюсного генератора, то есть для машины с одной парой полюсов p.

Если машина четырехполюсная, то есть число пар полюсов равно двум: p = 2 (рисунок 1), то один полный период изменения тока будет иметь место за пол-оборота ротора (1 – 5 положения проводника на чертеже). За второй полуоборот ротора ток будет иметь еще один период. Следовательно, за один оборот ротора четырехполюсной машины ток в проводнике имеет два периода. В шестиполюсной машине (p = 3) ток в проводнике за один оборот ротора будет иметь три периода.

Рисунок 1. Изменение переменного тока в проводнике ротора четырехполюсного генератора

Таким образом, для машин, имеющих p пар полюсов, частота тока при об/сек будет в p раз больше, чем для двухполюсной машины, то есть

Отсюда формула зависимости скорости вращения от частоты и числа пар полюсов будет иметь следующий вид:

Пример 1. Определить частоту переменного тока, получаемого от генератора с восемью полюсами (p = 4), скорость вращения ротора которого n = 750 об/мин. Подставляя в формулу для определения частоты тока значение p и n получим:

Пример 2. Определить скорость вращения ротора двадцатиполюсного генератора (p = 10), если частотомер показал частоту тока f = 25 Гц. Подставляя в формулу для определения числа оборотов ротора n значения p и f, получим:

Пример 3. Скорость вращения ротора асинхронного двигателя, составляет 250 об/мин. Определить число пар полюсов асинхронного двигателя, если частота тока питающей сети равна 50 Гц:

Следовательно, двигатель имеет 24 полюса.

Источник: Кузнецов М. И., “Основы электротехники” – 9-е издание, исправленное – Москва: Высшая школа, 1964 – 560 с.

Асинхронный генератор. Частота

Частота асинхронного генератора при холостом ходе и нагрузке

Разница между частотой вращения магнитного поля и ротора в асинхронных генераторах определяется коэффициентом s, называемым скольжением, который выражается соотношением:

s = (n – n_r )/n .

Здесь:
n – частота вращения магнитного поля.
n_r – частота вращения ротора.

Связь между угловой частотой вращения магнитного поля ω и угловой частотой вращения ротора ω_r асинхронной машины можно выразить следующим образом:

ω = ω_r /(1 – s) ,

что следует из определения скольжения.
В общем случае угловая частота вращения магнитного поля

ω = 2πn .

Так как частота генерируемых колебаний

f = pn ,

где р – число пар полюсов, то

ω = 2πf /p .

Аналогично угловая частота вращения ротора

ω_r = 2πn_r или ω_r = 2πf_r /p ,

где f_r = pn_r – электрическая частота вращения ротора.

Электрическая угловая частота вращения ротора

ω_r p = 2πf_r

В режиме автономного асинхронного генератора частота вращения магнитного поля, определяющая частоту генерируемых колебаний, зависит от частоты вращения ротора и от нагрузки, характеризуемой скольжением. Если нагрузка отсутствует, а включенная емкость и частота вращения ротора остаются постоянными, т.е. C = cоnst и ω_r = cоnst, то частоту генерируемых колебаний можно выразить через параметры колебательного контура, который образуется собственной индуктивностью статорной обмотки и емкостью конденсатора.

При отмеченных условиях уравнение электрического равновесия, выраженное через мгновенные значения напряжений на синхронном индуктивном сопротивлении X_L = ωL и на конденсаторе X_C = ωC, принимает вид:

u_L + u_C = 0 .

После подстановок:

u_L = Ldi/dt и di/dt = C d ²u/dt ²

где

i = C du_C /dt ,

и преобразований, уравнение примет вид

d ²u_C /dt ² + u_C /LC = 0

Примем, что напряжение на конденсаторе изменяется по синусоидальному закону:

u_C = U_C sinωt ,

тогда

d ²u_C /dt ² = -ω ²U_C sinωt ,

С учетом последних соотношений из дифференциального уравнения находим:

ω = 1/√LC ,

откуда

f = 1/2π√LC

Таким образом, частота генерируемых колебаний при холостом ходе автономного асинхронного генератора определяется из условия резонанса емкости конденсатора и собственной индуктивности обмотки статора.

Если принять, что при холостом ходе скольжение s = 0, то получим

ω ≈ ω_r

Тогда

f ≈ pn_r = f_r

Последнее выражение можно представить в виде

f_r ≈ 1/2π√LC

Следовательно, при холостом ходе асинхронного самовозбуждающегося генератора параметры колебательного контура автоматически
настраиваются на частоту, равную электрической частоте вращения ротора.

Изменение значения включенной емкости при ω_r = cоnst или частоты вращения ротора при С = cоnst не нарушает вышеописанных равенств, если генератор остается в области устойчивой работы. В первом случае мы имеем одну характеристику намагничивания машины, соответствующую данному значению частоты вращения и семейство вольтамперных характеристик возбуждающей емкости, причем каждая из характеристик составляет с положительным направлением оси абсцисс угол

α_k = arctg(1/ωC_k ) ,

где k = 1, 2, 3 …
Произведение собственных индуктивностей статорной обмотки и емкости конденсаторов остается практически постоянным, т.е.

L_kC_k = cоnst ,

так как вследствие нелинейности кривой намагничивания происходит соответствующее изменение индуктивности. Так с увеличением емкости ток холостого хода и степень насыщения магнитной цепи возрастают, а индуктивность уменьшается. Значение установившегося напряжения определяется точкой пересечения кривой намагничивания и вольтамперной характеристики конденсаторов.

Во втором случае, т.е. при переходе к новым значениям установившихся частот вращения с емкостью С = cоnst, мы имеем семейство кривых намагничивания и семейство вольтамперных характеристик возбуждающей емкости. Углы наклона последних к положительному направлению оси абсцисс находятся теперь по соотношению

α_k = arctg(1/ωC ) ,

Значение установившегося напряжения в каждом случае определяется точкой пересечения кривой намагничивания и вольтампер ной характеристики конденсаторов для данной угловой частоты ω_k .

Получим теперь выражение для частоты генерируемых колебаний при нагрузке, полагая, что емкость конденсаторов и частота вращения ротора не изменяются. Выполнив необходимые преобразования из вышеописанных формул, получим:

f = f_r /(1 – s ) ,

или

f = pn_r /(1 – s ) ,

Заметим, что частота вращения ротора в большинстве случаев выражается в об/мин а не в сек/мин, тогда запишем

f = pn_r /60(1 – s ) ,

Частота генерируемых колебаний при постоянной частоте вращения ротора и возрастающей нагрузке несколько уменьшается, так как на устойчивой части механической характеристики асинхронной машины скольжение пропорционально нагрузке.
С другой стороны, уменьшение частоты f при С = cоnst объясняется увеличением собственной индуктивности фазы статора вследствие возрастания коэффициента взаимоиндукции. Последнее вызывается размагничивающим действием тока ротора.

Продолжение следует.

Ещё статьи для ознакомления:
Синхронный и асинхронный генератор. Отличия.
Асинхронный генератор. Характеристики.
Дизель-генераторы.

---

Как определить обороты генератора

§ 61. Зависимость частоты генератора переменного тока от числа пар полюсов и скорости вращения ротора

При рассмотрении вопроса о получении переменного тока указывалось, что за один оборот двухполюсного ротора индуктированная в проводниках обмотки генератора э.д.с. имела один период. Если ротор генератора делает, например, 5 об/сек, то э.д.с. будет иметь 5 пер/сек или частота тока генератора будет равна 5 гц. Следовательно, число оборотов в секунду ротора генератора численно равно частоте тока.

Частота тока f выражается в этом случае следующим соотношением:

где n — число оборотов ротора в минуту.

Для получения от генератора стандартной частоты тока — 50 гц — ротор должен делать 3000 об/мин, действительно,

Однако наши рассуждения были справедливы только для двухполюсного генератора, т. е. для машины с одной парой полюсов: p = 1.

Если машина четырехполюсная, т. е. число пар полюсов равно двум: р = 2 (рис. 131), то один полный период изменения э.д.с. и тока будет иметь место за пол-оборота ротора (положения 1-5 проводника на чертеже). За второй полуоборот ротора ток будет иметь еще один период. Следовательно, за один оборот ротора четырехполюсной машины ток в проводнике имеет два периода. В шестиполюсной машине (р = 3) ток в проводнике за один оборот ротора будет иметь три периода.

Рис. 131. Изменение переменного тока в проводнике ротора четырехполюсного генератора

Таким образом, для машин, имеющих р пар полюсов, частота тока при n об/мин или n /₆₀ об/сек будет в р раз больше, чем для двухполюсной машины, т. е.

Отсюда формула для определения скорости вращения ротора будет иметь следующий вид:

Пример 3. Определить частоту переменного тока, получаемого от генератора с восемью полюсами (р = 4), скорость вращения ротора которого n = 750 об/мин. Подставляя в формулу для определения частоты тока значение p и n, получим

Пример 4. Определить скорость вращения ротора двадцатиполюсного генератора (р = 10), если частотомер показал частоту тока f = 25 гц. Подставляя в формулу для определения числа оборотов ротора n значения р и f, получим

Пример 5. Ротор генератора, приводимого в движение водяной турбиной, делает 75 об/мин. Определить число полюсов генератора, если частота его тока 50 гц:

Источник

Определение частот вращения ротора генератора и передаточного числа привода от двигателя к генератору

Инженерный расчет генератора, сводится к перерасчету передаточного отношения привода генератора от коленчатого вала двигателя. Э.д.с фазы будем считать по формуле е=l·Vотн·Вd . Воспользуемся рядом упрощений и допущений /19/. Вектор магнитной индукции Вd перпендикулярен вектору относительной скорости движения Vотн. Магнитная индукция в зазоре равна индукции постоянного магнита Вd=Вм, так как считаем что воздушные зазоры пренебрежимо малы и линии индукции не имеют выпячиваний в воздушном зазоре ( т.е. параллельны друг другу). Тогда можно записать что:

Для перерасчета считаем, что l·Vотн=const для определенной частоты вращения. При пересчете будем опираться на технические данные ГУ Г273 и его ТСХ /20/ (Рисунок А.1 в приложении А). Также считаем, что у обмотки возбуждения магнитная индукция равна Вм1=1.7 Тл, а у выбранного магнита Вм2=1.05 Тл.

1. Расчет при холостом ходе генератора.

-частота вращения ротора генератора при Iнагр =0 и UГУ =28 В.

— следовательно, так как магнитная индукция в 1.62 раза меньше, то исходя из формулы (1) считаем, что частоту вращения ротора надо поднять с 1050 до 1700 об/мин. Так как при n=1050 об/мин и Вм2=1.05 Тл генератор не выдает необходимого напряжения в 28 Вольт (Напряжение равно только 17 В).

2. При контрольном режиме ТСХ.

при Iнагр =20 и UГУ =28 В

Соотношение Вd и Вм остается прежним 1.62 раза. Из формулы (1) находим, что чтобы обеспечить необходимое напряжение ГУ в 28 Вольт надо поднять частоту вращения генератора до 3564 об/мин.

3. При номинальном режиме работы, когда nномгу = 5000 об/мин при Iнагр =28А и UГУ =28 В, надо поднять частоту вращения ротора до 8100 об/мин.

При максимальной частоте вращения двигателя частота вращения ротора генератора должна составлять не менее 10800 об/мин.

Ввиду того, что частота вращения ротора генератора необходимая для обеспечения заданного напряжения не соответствует частоте вращения коленчатотго вала двигателя, необходимо ставить повышающий редуктор привода генератора. Примерные частоты вращения двигателя находятся в пределах 700 -4500 об/мин, минимальная частота вращения генератора 1700 об/мин.

Необходимо обеспечить токоотдачу на минимальных оборотах то, есть при минимальной частоте вращения двигателя 700 об/мин, надо чтобы генератор имел частоту вращения 1700 об/мин. Следовательно необходимо выбрать передаточное число 1700/700=2.4, (i=2.4)- повышающего редуктора от двигателя к генератору.

Так как вместо обмотки возбуждения на генераторе установлен постоянный магнит магнитный поток невозможно уменьшить при увеличении частоты вращения (Ф=const). Неизбежно повышение напряжения на выходе генератора, причем оно будет увеличиваться пропорционально увеличению частоты вращения ротора генератора. Рассчитаем во сколько раз увеличится напряжение генератора по-формуле

,где nmax и nmin частоты вращения двигателя.

Нам известны nmax =4500 об/мин, nmin =700 об/мин и Umin=28 В , тогда

.

Напряжение генераторной установки изменяется в пределах 28 . 170 Вольт.

Определение геометрических параметров силовых элементов лонжерона из условий обеспечения статической прочности и минимума массы
Материал для лонжерона выбран в разделе 3. Определим проектировочные параметры поясов. Выбор параметров поясов балочного лонжерона проводим в такой последовательности: 1. Назначаем величину уровня расчетных напряжений в зависимости от требуемого ресурса Т=20000 полетов. Для заданного материала Д16Т .

Выбор и обоснование схемы самолета
По статистическим данным преобладает устойчивая классическая аэродинамическая схема. Ее главным преимуществом служит устойчивость во время полета. Выбираю классическую аэродинамическую схему. По внешней форме, в соответствии статистики, назначаю крыло прямой стреловидности. Форму профиля крыла прин .

Эргономический анализ рабочего места пульт стенда сухой зачистки оси и центров колесной пары
Эргономический анализ производится в соответствии с ГОСТ 12.2.033-78. Размерные характеристики рабочего места. Рисунок 8.1 — Зоны для выполнения ручных операций и размещения органов управления в горизонтальной плоскости Рабочее место обеспечивает выполнение трудовых операций в пределах зоны досягае .

Это важно:

Движение в сложных погодных условиях

Если вам надо срочно ехать, а на улице сильный дождь, ночь или ослепительно яркое солнце, то, скорее всего, это вас не остановит. Но если уж вы решились на поездку в таких условиях, только одного осознания трудностей предстоящей поездки недостаточно.

Источник

82. Зависимость частоты генератора переменного тока от числа пар полюсов и скорости вращения ротора

При рассмотрении вопроса о получении переменного тока указывают, что за один оборот ротора индуктированная в проводниках обмотки генератора э. д. с. имела один период. Если ротор генератора делает, например, 5 об/сек, то э. д. с. будет иметь 5 пер/сек или частота тока генератора будет равна 5 гц. Следовательно, число оборотов в секунду ротора генератора численно равно частоте тока.

Частота тока f выражается следующим соотношением:

где n — число оборотов ротора в минуту.

Для получения от генератора стандартной частоты тока — 50 гц ротор должен делать 3000 об/мин, т. е.

Однако наши рассуждения были справедливы только для двухполюсного генератора, т. е. для машины с одной парой полюсов р.

Если машина четырехлолюсная, т. е. число пар полюсов равно двум: р=2 (фиг. 137), то один полный период изменения тока будет иметь место за пол-оборота ротора (1—5 положения проводника на чертеже). За второй полуоборот ротора ток будет иметь еще один период. Следовательно, за один оборот ротора четырехполюсной машины ток в проводнике имеет два периода. В шестиполюсной машине (р = 3) ток в проводнике за один оборот ротора будет иметь три периода.

Таким образом, для машин, имеющих р пар полюсов, частота тока при об/сек будет в р раз больше, чем для двухполюсной машины, т. е.

Отсюда формула для определения скорости вращения ротора будет иметь следующий вид:

Пример 3. Определить частоту переменного тока, получаемого от генератора с восемью полюсами (р=4), скорость вращения ротора которого n = 750 об/мин. Подставляя в формулу для определения частоты тока значение р и п. получим:

Пример 4. Определить скорость вращения ротора двадцатиполюсного генератора (р=10), если частотомер показал частоту тока f=25 гц. Подставляя в формулу для определения числа оборотов ротора п значения р и f, получим:

Пример 5. Ротор генератора, приводимого в движение водяной турбиной, делает 75 об/мин. Определить число полюсов генератора, если частота его тока 50 гц:

Источник

Как определить обороты генератора

у вас что-газотурбинный.
13000
http://carinfo.kiev.ua/cars/speed-rpm
там цифры вдвое меньша

а автогенетратор точно ПЕРЕМЕННЫЙ ТОК вырабатывает?
ведь если так- частота будет зависеть от оборотов

_________________
+7911 200 -2820 11-17 мск
» Можно я лягу?»(C)

JLCPCB, всего $2 за прототип печатной платы! Цвет — любой!

Зарегистрируйтесь и получите два купона по 5$ каждый:https://jlcpcb.com/cwc

Сборка печатных плат от $30 + БЕСПЛАТНАЯ доставка по всему миру + трафарет

Для
изучения принципа действия синхронного
генератора воспользуемся упрощенной
моделью синхронной машины (рис. 6.1).
Неподвижная часть машины, называемая
статором,представляет собой полый
шихтованный цилиндр 1(сердечник статора)
с двумя продольными пазами на внутренней
поверх­ности. В этих пазах расположены
стороны витка 2,
являющегося
обмоткой статора.
Во
внутренней полости сердечника статора
расположена вращаю­щаяся часть машины
— ротор, представляющий собой постоянный
магнит 4 с полюсами N и S,
за­крепленный на валу 3.
Вал
ротора посредством ре­менной передачи
механически связан с приводным двигателем
(на рисунке не показан). В реальном
синхронном генераторе в качестве
приводного дви­гателя может быть
использован двигатель внутрен­него
сгорания либо турбина. Под действием
вра­щающего момента приводного
двигателя ротор генератора вращается
с частотой n₁против
часовой стрелки. При этом в обмотке
статора в соответствии с явлением
электромагнитной индукции наводится
ЭДС, направление которой показано на
рисунке стрелками. Так как обмотка
статора замкнута на на­грузку Z,
то в цепи этой обмотки появится ток i.

В
процессе вращения ротора магнитное
поле по­стоянного магнита также
вращается с частотой n₁,
а поэтому каждый из проводников обмотки
статора попеременно оказывается то в
зоне северного (N)
магнитного полюса, то в зоне южного (S)
магнитно­го полюса. При этом каждая
смена полюсов сопро­вождается
изменением направления ЭДС в обмотке
статора. Таким образом, в обмотке статора
синхрон­ного генератора наводится
переменная ЭДС, а по­этому ток i в этой
обмотке и в нагрузке Z
также пе­ременный.

Мгновенное
значение ЭДС обмотки статора в
рассматриваемом синхронном генераторе
(В)

е
= B
2
l

= B
2
lπD₁n₁
/
60
(6.1)

где
B

— магнитная индукция в воздушном зазоре
между сердеч­ником статора и полюсами
ротора, Тл; l — активная длина одной
пазовой стороны обмотки статора, м;

= πD₁n₁
/60 —
скорость движения полюсов ротора
относительно статора, м/с; D₁—
внут­ренний диаметр сердечника
статора, м.

Эта формула показывает, что при неизменной частоте вращения ротора форма кривой

Рис.
6.1. Упрощенная модель синхронного
генератора

переменной
ЭДС обмотки якоря опреде­ляется
исключительно законом распределения
магнитной индукции B
,
в
зазоре. Если бы график магнитной индукции
в зазора представлял собой синусоиду
(B

= В_maxsin
α), то ЭДС генератора была бы синусоидальной.
Однако получить синусоидальное
распределение индукции в зазоре
практически невозможно. Так, если
воздушный зазор

постоянен (рис. 6.2), то магнитная индукция
B
,
в воздушном зазоре распределяется по
трапецеидальному закону (кривая 7), а,
следовательно, и график ЭДС генератора
представляет собой трапецеидальную
кривую. Если края полюсов скосим так,
чтобы зазор на краях полюсных наконечников
был равен

_max
(как это показано на рис. 6.2), то график
распределения магнитной индукции в
зазоре приблизится к синусоиде (кривая
2), а следовательно, и график ЭДС, наведенной
в обмотке генератора, приблизится к
синусоиде.

Частота
ЭДС синхронного генератора f₁
(Гц) прямо пропорциональна частоте
вращения ротора n₁
(об/мин), которую принято называть
синхронной частотой вращения:

f₁
= pn₁/60
(6.2)

Здесь
р — число пар полюсов; в рассматриваемом
генераторе два полюса, т. е. р = 1.

Для
получения промышленной частоты ЭДС (50
Гц) ротор та­кого генератора необходимо
вращать с частотой n₁
= 3000 об/мин, тогда f₁
= 1
3000/60
= 50 Гц.

Постоянные
магниты на роторе применяются лишь в
синхронных генераторах весьма малой
мощности (см. § 23.1), в боль­шинстве же
синхронных генераторов для получения
возбуждающего магнитного поля применяют
обмотку возбуждения, располагаемую на
роторе. Эта обмотка подключается к
источнику постоянного тока через
скользящие контакты, осуществляемые
посредством двух контактных колец,
располагаемых на валу и

Рис.
6.2. Графики распределения магнитной
индукции в воздушном зазоре синхронного
генератора

изолированных
от вала и друг от друга, и двух неподвижных
щеток (рис. 6.3).

Как
уже отмечалось, привод – двигатель (ПД)
приводит во вращение ротор синхронного

генератора
с синхронной частотой n₁
при этом магнитное поле ротора также
вращается с частотой n₁
и индуцирует в трехфазной обмотке
статора переменные ЭДС Е_А,
Е_В,
Е_С,
которые, будучи одинаковыми по значению
и сдвинутыми фазе друг относительно
друг друга на
периода
(120 эл. град), образуют трехфазную
симметричную систему ЭДС.

С
подключением нагрузки в фазах обмотки
статора появляются токи I_А,
I_B,
I_C.
При этом

трехфазная
обмотка ста­тора создает вращаю­щееся
магнитное поле. Частота вращения этого
поля равна частоте вра­щения ротора
генерато­ра (об/мин):

n₁
=
f₁60/p.
(6.3)

Таким
образом, в синхронном генераторе поле
статора и ротор вращаются синхронно,
отсюда и название — синхронные машины.

Рис.
6.3. Электромагнитная схема син­хронного
генератора

1. Способы
   регулирования напряжения трансформаторов.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #