2tom147

5. MASZYNY ELEKTRYCZNE 296

w uzwojeniach fazowych załączonych do sieci (rys. 5.34), moc silnika zasilanego tylko dwuprzewodowo musi być zmniejszona, zwykle o ok. 30-rl5%. Moment obrotowy krytyczny silnika jest wówczas równy tylko ok. 45% M_h silnika trójfazowego.

W silniku jednofazowym początkowy moment obrotowy rozruchowy jest równy zeru. W celu wytworzenia początkowego momentu rozruchowego włącza się w jedno z uzwojeń fazowych dodatkowy kondensator lub opornik i zalacza sieje jak uzwojenie rozruchowe (p. 5.6.14).

5.2.6. Prądnice indukcyjne

Prądnice indukcyjne mogą dostarczać tylko moc czynną, natomiast nieodzowną do ich pracy moc bierną pobierają:

— z sieci, w której załączone są źródła mocy biernej, np. prądnice synchroniczne;

— ze specjalnie do tego celu stosowanych kondensatorów połączonych równolegle lub szeregowo z uzwojeniami fazowymi prądnicy,

— zarówno z sieci, jak i z kondensatorów.

Prądnice indukcyjne w porównaniu z synchronicznymi (p. 5.3.3) mają m.in. następujące zalety: nie wymagają aparatury synchronizacyjnej, prostsza jest aparatura regulacyjna, są tańsze i łatwa jest ich obsługa. Wadami tych prądnic są natomiast: pobór mocy biernej, trudność utrzymania stałej częstotliwości oraz duża zmienność napięcia przy pracy samodzielnej w sieci wydzielonej.

W porównaniu z silnikiem indukcyjnym maszyna zastosowana jako prądnica pracująca w sieci sztywnej ma moc o ok. 1/ą razy większą, przy czym ij — sprawność silnika; jej współczynnik mocy jest o ok. 0,02-^0,03 mniejszy, a maksymalny elektromagnetyczny moment obrotowy o ok. 10-^20% większy. Początkowy prąd włączenia prądnicy do sieci sztywnej jest praktycznie równy początkowemu prądowi rozruchowemu silnika. Czas jego trwania można jednak bardzo skrócić włączając prądnicę wirującą z prędkością znamionową.

Rys. 5.35. Samowzbudzcnic prądnicy indukcyjnej zasilającej sieć wydzieloną: a) schemat układu połączeń; b) charakterystyki prądnicy

1 — w stanic jałowym przy częstotliwości 2 — w stanie obciążenia przy częstotliwości 3 w stanie obciążenia przy częstotliwości f_p < fp,,, SN — silnik napędowy. SW— sieć wydzielona

Prądnica pracująca autonomicznie w sieci wydzielonej musi być wyposażona w baterię kondensatorów, która umożliwia wystąpienie zjawiska samowzbudzenia się do napięcia o pożądanej wartości (rys. 5.35). Jeżeli nawet prądnica jest napędzana ze stałą prędkością

obrotową n_p, to i tak. jej częstotliwość zmniejsza się na skutek zwiększenia poślizgu wraz ze zwiększeniem obciążenia. Jednocześnie zmniejsza się napięcie na jej zaciskach (rys. 5.36). Częstotliwość napięcia prądnicy jest wyrażona wzorem

/„ =

P»p

60(1-5,)

(5.48)

w którym s„ — poślizg prądnicy.

Spadek częstotliwości przy zwiększaniu obciążenia jest w przybliżeniu proporcjonalny do poślizgu prądnicy. Jeżeli jednak poślizg osiągnie wartość poślizgu krytycznego, to nastąpi zanik napięcia prądnicy, mimo napędzenia jej zc stalą prędkością obrotową n_p.

Rys. 5.36. Charakterystyki obciążenia U = f{P) prądnicy indukcyjnej przy stałej prędkości obrotowej n_p a) obciążonej mocą czynną przy różnej pojemności kondensatora C, -rC₃; b) obciążonej odbiornikiem o różnym współczynniku mocy i stałej pojemności kondensatora

Spadek napięcia A U prądnicy przy zwiększeniu jej obciążenia od stanu jałowego do wartości znamionowej przy stałej prędkości obrotowej n_p i stałej pojemności C kondensatorów przedstawia rys. 5.36.

Wartość pojemności C w układzie z rys. 5.35 można obliczyć wg wzoru 1^1

2nf_pp(X_ls + Xl)^>C^ 2nf_po(X_m+X_h) ⁽⁵'⁴⁹⁾

w którym: — zadana częstotliwość prądnicy przy biegu jałowym: X_m - rcaktancja główna przy zadanym napięciu fazowym U_po generatora przy biegu jałowym; X_h oraz X'i, — reaktancja rozproszenia odpowiednio uzwojenia stojana oraz uzwojenia wirnika sprowadzona do stojana.

W przybliżeniu reaktancja

(5.50)

przy czym /„ — prąd biegu jałowego maszyny jako silnika przy napięciu U_p„.