ΣΥΓΧΡΟΝΕΣ ΓΕΝΝΗΤΡΙΕΣ #2

ΣΥΓΧΡΟΝΕΣ ΓΕΝΝΗΤΡΙΕΣ ΙΣΟΔΥΝΑΜΟ ΚΥΚΛΩΜΑ Η τάση στην έξοδο της γεννήτριας όταν αυτή δουλεύει υπό φορτίο διαφοροποιείται από την τάση εν κενώ: Γιατί το μαγνητικό πεδίο στο εσωτερικό της μηχανής παραμορφώνεται από το ρεύμα του στάτη. Λόγω των αυτεπαγωγών των αγωγών του στάτη. Λόγω των ωμικών αντιστάσεων των αγωγών του στάτη. Λόγω του σχήματος των έκτυπων πόλων του δρομέα.

ΣΥΓΧΡΟΝΕΣ ΓΕΝΝΗΤΡΙΕΣ ΙΣΟΔΥΝΑΜΟ ΚΥΚΛΩΜΑ Δρομέας Επαγόμενη τάση στο εσωτερικό της γεννήτριας Σύγχρονη Αντίδραση Ωμική Αντίσταση Στάτη Τάση Εξόδου: Στάτης

ΣΥΓΧΡΟΝΕΣ ΓΕΝΝΗΤΡΙΕΣ ΙΣΟΔΥΝΑΜΟ ΚΥΚΛΩΜΑ ΣΥΝΔΕΣΗ ΑΣΤΕΡΑ ΣΥΝΔΕΣΗ ΤΡΙΓΩΝΟΥ

ΔΙΑΝΥΣΜΑΤΙΚΟ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ ΣΥΓΧΡΟΝΗΣ ΓΕΝΝΗΤΡΙΑΣ ΣΥΓΧΡΟΝΕΣ ΓΕΝΝΗΤΡΙΕΣ ΔΙΑΝΥΣΜΑΤΙΚΟ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ ΣΥΓΧΡΟΝΗΣ ΓΕΝΝΗΤΡΙΑΣ Ωμικό φορτίο Επαγωγικό φορτίο Χωρητικό φορτίο

ΔΙΑΝΥΣΜΑΤΙΚΟ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ ΣΥΓΧΡΟΝΗΣ ΓΕΝΝΗΤΡΙΑΣ ΣΥΓΧΡΟΝΕΣ ΓΕΝΝΗΤΡΙΕΣ ΔΙΑΝΥΣΜΑΤΙΚΟ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ ΣΥΓΧΡΟΝΗΣ ΓΕΝΝΗΤΡΙΑΣ Για δεδομένο ρεύμα διέγερσης η φασική τάση στα άκρα της γεννήτριας: Μειώνεται με την αύξηση του φορτίου όταν λειτουργεί με συντελεστή ισχύος ίσο με τη μονάδα (ωμικό φορτίο). Μειώνεται με την αύξηση του φορτίου όταν λειτουργεί με συντελεστή ισχύος επαγωγικό. Αυξάνεται με την αύξηση του φορτίου όταν λειτουργεί με συντελεστή ισχύος χωρητικό. Η τάση εξόδου ρυθμίζεται μεταβάλλοντας το ρεύμα διέγερσης.

ΔΙΑΝΥΣΜΑΤΙΚΟ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ ΣΥΓΧΡΟΝΗΣ ΓΕΝΝΗΤΡΙΑΣ ΣΥΓΧΡΟΝΕΣ ΓΕΝΝΗΤΡΙΕΣ ΔΙΑΝΥΣΜΑΤΙΚΟ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ ΣΥΓΧΡΟΝΗΣ ΓΕΝΝΗΤΡΙΑΣ ΩΜΙΚΟ ΦΟΡΤΙΟ ΕΠΑΓΩΓΙΚΟ ΦΟΡΤΙΟ

ΔΙΑΝΥΣΜΑΤΙΚΟ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ ΣΥΓΧΡΟΝΗΣ ΓΕΝΝΗΤΡΙΑΣ ΣΥΓΧΡΟΝΕΣ ΓΕΝΝΗΤΡΙΕΣ ΔΙΑΝΥΣΜΑΤΙΚΟ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ ΣΥΓΧΡΟΝΗΣ ΓΕΝΝΗΤΡΙΑΣ ΧΩΡΗΤΙΚΟ ΦΟΡΤΙΟ

ΣΥΓΧΡΟΝΕΣ ΓΕΝΝΗΤΡΙΕΣ ΔΙΑΚΥΜΑΝΣΗ ΤΑΣΗΣ

ΣΥΓΧΡΟΝΕΣ ΓΕΝΝΗΤΡΙΕΣ ΙΣΧΥΣ ΚΑΙ ΡΟΠΗ Απώλειες χαλκού Απώλειες Πυρήνα Απώλειες Τριβών και Εξαερισμού Κατανεμημένες απώλειες Ισχύς που μετατρέπεται σε ηλεκτρική στο εσωτερικό της μηχανής

ΣΥΓΧΡΟΝΕΣ ΓΕΝΝΗΤΡΙΕΣ ΙΣΧΥΣ ΚΑΙ ΡΟΠΗ Ισχύς εξόδου της Γεννήτριας Απώλειες χαλκού Απώλειες Πυρήνα Απώλειες Τριβών και Εξαερισμού Κατανεμημένες απώλειες Ισχύς εξόδου της Γεννήτριας Άεργος Ισχύς

ΣΥΓΧΡΟΝΕΣ ΓΕΝΝΗΤΡΙΕΣ ΙΣΧΥΣ ΚΑΙ ΡΟΠΗ Στο παραπάνω διανυσματικό διάγραμμα αγνοούμε τις ωμικές απώλειες!

ΣΥΓΧΡΟΝΕΣ ΓΕΝΝΗΤΡΙΕΣ ΙΣΧΥΣ ΚΑΙ ΡΟΠΗ Στατικό όριο ευστάθειας Στην κανονική λειτουργία με πλήρες φορτίο η τιμή της δ κυμαίνεται μεταξύ 15 και 20 μοίρες.

ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΩΝ ΣΥΓΧΡΟΝΗΣ ΓΕΝΝΗΤΡΙΑΣ ΣΥΓΧΡΟΝΕΣ ΓΕΝΝΗΤΡΙΕΣ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΩΝ ΣΥΓΧΡΟΝΗΣ ΓΕΝΝΗΤΡΙΑΣ Για την ανάλυση μιας σύγχρονης γεννήτριας θα πρέπει να προσδιοριστούν τα εξής: 1. Η σχέση του ρεύματος διέγερσης με την τάση κάθε φάσης που επάγεται στο εσωτερικό της γεννήτριας ΕΑ. Η σύγχρονη Αντίδραση. Η ωμική αντίσταση του τυλίγματος οπλισμού (Στάτη).

ΠΕΙΡΑΜΑ ΑΝΟΙΚΤΟΥ ΚΥΚΛΩΜΑΤΟΣ ΣΥΓΧΡΟΝΕΣ ΓΕΝΝΗΤΡΙΕΣ ΠΕΙΡΑΜΑ ΑΝΟΙΚΤΟΥ ΚΥΚΛΩΜΑΤΟΣ Η γεννήτρια λειτουργεί χωρίς φορτίο (εν κενώ). Η γεννήτρια περιστρέφεται με την ονομαστική ταχύτητα. Το ρεύμα διέγερσης αυξάνεται βαθμιαία και μετράται η τάση στα άκρα της γεννήτριας.

ΠΕΙΡΑΜΑ ΚΛΕΙΣΤΟΥ ΚΥΚΛΩΜΑΤΟΣ ΣΥΓΧΡΟΝΕΣ ΓΕΝΝΗΤΡΙΕΣ ΠΕΙΡΑΜΑ ΚΛΕΙΣΤΟΥ ΚΥΚΛΩΜΑΤΟΣ Τα άκρα της γεννήτριας βραχυκυκλώνονται μέσω αμπερομέτρων Η γεννήτρια περιστρέφεται με την ονομαστική ταχύτητα. Το ρεύμα διέγερσης αυξάνεται βαθμιαία και μετράται το ρεύμα οπλισμού ΙΑ ή το ρεύμα γραμμής ΙL.

ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΩΝ ΣΥΓΧΡΟΝΗΣ ΓΕΝΝΗΤΡΙΑΣ ΣΥΓΧΡΟΝΕΣ ΓΕΝΝΗΤΡΙΕΣ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΩΝ ΣΥΓΧΡΟΝΗΣ ΓΕΝΝΗΤΡΙΑΣ Πείραμα ανοικτού Βρόχου. Εφαρμογή συνεχούς τάσης στα τυλίγματα.

ΣΥΓΧΡΟΝΕΣ ΓΕΝΝΗΤΡΙΕΣ ΑΣΚΗΣΗ 1 (ΣΥΓΧΡΟΝΕΣ ΓΕΝΝΗΤΡΙΕΣ) Μια σύγχρονη γεννήτρια 4 πόλων έχει ονομαστική τάση 480V και συχνότητα 60Hz. Το τύλιγμα του στάτη της συνδέεται σε τρίγωνο. Η τιμή της σύγχρονης αντίδρασης είναι 0,1Ω και η αντίσταση οπλισμού 0,015Ω. Κατά την πλήρη φόρτιση η γεννήτρια τροφοδοτεί με ρεύμα 1200 Α ένα φορτίο με συντελεστή ισχύος 0,8 επαγωγικό. Σε αυτήν την περίπτωση οι μηχανικές απώλειες είναι 40kW και οι απώλειες πυρήνα 30kW. Οι απώλειες κυκλώματος διέγερσης αγνοούνται. Ποιά είναι η ταχύτητα περιστροφής της γεννήτριας; Ποιά είναι η τάση ΕΑ που επάγεται στο εσωτερικό της γεννήτριας όταν αυτή λειτουργεί χωρίς φορτίο; Ποιά θα είναι η τάση ΕΑ στο εσωτερικό της γεννήτριας εάν στη γεννήτρια συνδεθεί φορτίο με συντελεστή ισχύος 0,8 επαγωγικό που διαρρέεται από ρεύμα 1200 Α, ώστε η τάση στην έξοδό της να είναι 480V; Τι θα συμβεί εάν αποσυνδεθεί ξαφνικά το φορτίο; Ποιά είναι η ισχύς εξόδου της γεννήτριας; Πόση ισχύ προσφέρει η κινητήρια μηχανή στη γεννήτρια και ποιός είναι ο βαθμός απόδοσης της; Ποιά θα είναι η τάση ΕΑ στο εσωτερικό της γεννήτριας εάν στη γεννήτρια συνδεθεί φορτίο με συντελεστή ισχύος 0,8 χωρητικό που διαρρέεται από ρεύμα 1200 Α, ώστε η τάση στην έξοδό της να είναι 480V;

ΣΥΓΧΡΟΝΕΣ ΓΕΝΝΗΤΡΙΕΣ ΑΣΚΗΣΗ 2 (ΣΥΓΧΡΟΝΕΣ ΓΕΝΝΗΤΡΙΕΣ) Μια σύγχρονη γεννήτρια 6 πόλων έχει ονομαστική τάση 480V και συχνότητα 50Hz. Το τύλιγμα του στάτη της συνδέεται σε αστέρα. Η τιμή της σύγχρονης αντίδρασης είναι 1Ω ανά φάση. Κατά την πλήρη φόρτιση το ρεύμα της γεννήτριας είναι 60 Α όταν το φορτίο έχει συντελεστή ισχύος 0,8 επαγωγικό. Σε αυτήν την περίπτωση οι μηχανικές απώλειες είναι 1,5kW και οι απώλειες πυρήνα 1kW. Οι απώλειες κυκλώματος διέγερσης αγνοούνται, όπως και οι ηλεκτρικές απώλειες στο στάτη. Η τάση εξόδου της γεννήτριας όταν αυτή λειτουργεί εν κενώ είναι 480V. Ποιά είναι η ταχύτητα περιστροφής της γεννήτριας; Ποιά είναι η τιμή της τάσης στην έξοδο της γεννήτριας όταν το φορτίο έχει συντελεστή ισχύος 0,8 επαγωγικό, 1,0 και 0,8 χωρητικό (το φορτίο τροφοδοτείται με ονομαστικό ρεύμα). Ποιά η απόδοση της γεννήτριας όταν τροφοδοτεί ένα φορτίο με ονομαστικό ρεύμα και συντελεστή ισχύος 0,8 επαγωγικό; Ποιά η ροπή που προσφέρεται στη γεννήτρια κατά την πλήρη φόρτιση; Ποιά η επαγόμενη ροπή της; Ποιά η διακύμανση τάσης της γεννήτριας όταν τροφοδοτεί ένα φορτίο με ονομαστικό ρεύμα και συντελεστή ισχύος 0,8 επαγωγικό, 1,0 και 0,8 χωρητικό;

ΣΥΓΧΡΟΝΕΣ ΓΕΝΝΗΤΡΙΕΣ ΑΣΚΗΣΗ 3 (ΣΥΓΧΡΟΝΕΣ ΓΕΝΝΗΤΡΙΕΣ) Μια τριφασική σύγχρονη γεννήτρια τεσσάρων πόλων, συνδεδεμένη σε αστέρα έχει ονομαστική τάση 400V, ισχύ 10kVA, και συχνότητα 50Hz. Η ωμική αντίσταση των τυλιγμάτων του στάτη θεωρείται αμελητέα ενώ η επαγωγική αντίδραση είναι ίση με 4,5Ω/φάση.   1. Στη γεννήτρια έχουμε συνδέσει ένα παράλληλο RL φορτίο 15∟31,8ο Ω/φάση. Αν η τάση εξόδου της γεννήτριας υπό φορτίο είναι ίση με 400V, υπολογίστε την διακύμανση της τάσης. 2. Αν από το φορτίο μείνει μόνο η επαγωγική συνιστώσα, ίση με 29,4∟90ο Ω/φάση, υπολογίστε την επαγόμενη τάση ΕΑ, προκειμένου η τάση εξόδου να παραμείνει ίση με 400V. 3. Υπολογίστε την ενεργό και την άεργο ισχύ που παρέχει η γεννήτρια στο φορτίο στα ερωτήματα 1 και 2.

ΣΥΓΧΡΟΝΕΣ ΓΕΝΝΗΤΡΙΕΣ ΑΣΚΗΣΗ 4 (ΣΥΓΧΡΟΝΕΣ ΓΕΝΝΗΤΡΙΕΣ) Μια τριφασική σύγχρονη γεννήτρια τεσσάρων πόλων, συνδεδεμένη σε αστέρα έχει ονομαστική τάση 400V, ισχύ 15kVA, και συχνότητα 50Hz. Η ωμική αντίσταση των τυλιγμάτων του στάτη είναι ίση με 0,8Ω/φάση, ενώ η επαγωγική αντίδραση είναι ίση με 4,5Ω/φάση.   Στη γεννήτρια έχουμε συνδέσει ένα φορτίο 15∟31,8ο Ω/φάση. Αν η τάση εξόδου της γεννήτριας χωρίς φορτίο είναι ίση με 400V, υπολογίστε την διακύμανση της τάσης. Υπολογίστε την ενεργό και την άεργο ισχύ που παρέχει η γεννήτρια στο φορτίο. Υπολογίστε τον βαθμό απόδοσης της γεννήτριας. Οι απώλειες σιδήρου είναι ίσες με 800W και οι μηχανικές απώλειες 500W.