14. Определения параметров синхронного генератора с помощью характеристик

Определение Х₁.

Строят совместно в относительных единицах характеристики холостого хода и короткого замыкания.

х.х.х.

Е^!_f*

Е_f*

х.к.з.

Если пренебречь активным сопротивлением обмотки якоря, то уравнение короткозамкнутого генератора принимает вид:

.

Тогда полное синхронное индуктивное сопротивление обмотки якоря:

Так как реакция якоря при коротком замыкании размагничивает генератор, то получим значение ненасыщенного сопротивления.

По характеристике короткого замыкания для заданного тока I_к1* определяют ток возбуждения I_f* , для которого по спрямленной характеристике холостого хода определяют ЭДС Е^!_f* , так как магнитная система генератора ненысыщена. Тогда в относительных единицах:

В явнополюсных машинах отношение указанных отрезков даёт полное сопротивление синхронной машины по продольной оси X_dненас.

В именованных единицах:

Сопротивление насыщенного генератора меньше, чем ненасыщенного.

Построение характеристического треугольника (треугольника Потье).

1. Строят совместно в относительных единицах характеристики холостого хода и короткого замыкания.

2. На оси ординат откладываем заданный ток для которого надо найти МДС реакции якоря.

3. Ординату тока продолжим до пересечения с характеристикой короткого замыкания (точка В) и опустим перпендикуляр на ось абсцисс (точка А). Полученный отрезок ОА представляет собой ток возбуждения, необходимый для компенсации падения напряжения, вызванного реакцией якоря и потоком рассеяния:

ОА=F_a*+F_σ1*

4. На оси ординат отложим ЭДС рассеяния и по характеристике холостого хода найдем ток возбуждения (МДС потоков рассеяния)  необходимый для компенсации падения напряжения от потоков рассеяния (отрезок ОД).

5. МДС реакции якоря определяем как разность отрезков ОД и ОА. Это — отрезок АД.

Определение МДС реакции якоря F_а*, индуктивного сопротивление рассеяния, МДС рассеяния F_σ1*

Эти параметры могут быть определены из реактивного треугольника.

Для построения реактивного треугольника строят совместно в системе относительных единиц характеристику холостого хода и нагрузочную характеристику для индуктивной нагрузки при токе I₁=I_1н.

Начальная точка А нагрузочной характеристики (при ) определяется из опыта 3-х фазного короткого замыкания. Точка характеристики короткого замыкания одновременно является и точкой нагрузочной характеристики, т.к для нее выполняются условия .

О

А

1,0

0

А₁

Д₁

О₁

С₁

Полученный отрезок ОА представляет собой ток возбуждения, необходимый для компенсации падения напряжения, вызванное реакцией якоря и потоком рассеяния:

ОА=F_a*+F_σ1*

На нагрузочной характеристике определяют точку А₁, соответствующую номинальному напряжению ( ).

Влево от точки А₁ откладывают отрезок А₁О₁ равный току возбуждения (отрезок ОА) при номинальном токе трехфазного к.з.

Через точку О₁ проводят прямую О₁С₁, параллельную прямолинейной части характеристики х.х.

Из точки С₁ опускают перпендикуляр на прямую А₁О₁ и соединив точки С₁ и А₁, получают реактивный треугольник А₁С₁Д_1, равный треугольнику АСД.

Отрезок представляет А₁Д₁ – МДС реакции якоря F_а*, а отрезок О₁Д₁ – МДС рассеяния F_σ1*.

Если пренебречь активным сопротивлением обмотки якоря, то

С₁D₁  E_σ1 = I_1нx_р.

Откуда индуктивное сопротивление Потье :

Определенное из характеристического треугольника индуктивное сопротивление х_р называется сопротивлением Потье. Оно на 10—30% превышает Х_σ1, так как учитывает влияние рассеяния полюсов ротора на насыщение магнитной системы, и неодинаковые магнитными условия при снятии характеристик холостого хода и индукционной, так как они снимаются при разных токах возбуждения, соответствующих одному и тому же напряжению.