48)Внешние характеристики синхронных генераторов.

Внешней характеристикой называется зависимость напряжения генератора от тока якоря U₁=f(I₁) при постоянных токе возбуждения, частоте вращения и угле нагрузки (If = const, n = const, φ=const). Внешние характеристики показывают, как изменяется напряжение генератора при увеличении нагрузки с заданным cosφ, если ток возбуждения остается неизменным. На рис. 5.24 представле­ны внешние характеристики генератора для разных видов нагрузки. Различие во внешних ха­рактеристиках объясняется разным действием реакции якоря. При отстающем токе (φ > 0) существует значитель­ная продольная размагничи­вающая реакция якоря (рис.5.13, а), поэтому с увели­чением нагрузки напряжение генератора U₁ снижается. При чисто активной нагрузке (φ = 0) также имеет место продольная размагничивающая реакция якоря (так как ψ > 0), но она выражена слабее и снижение напряжения U₁ происходит медленнее. При опережающем токе (φ < 0) возникает намагничивающая реакция якоря (рис.5.13, б). Поэтому в рабочем диапазоне изменения тока нагрузки напряжение ге­нератора выше, чем при холостом ходе. Все характеристики сходятся в точке короткого замыкания (U₁ =0, I₁ = I_k), не зави­сящей от характера нагрузки. С помощью внешней характеристики определяется изменение напряжения генератора ΔU при переходе от номинальной нагрузки к холостому ходу или обратно. Величина ΔU обычно составляет 20- 30% U_H. Она тем больше, чем больше внут­реннее сопротивление генератора. Вид внешних характеристик при разных характерах нагрузки показан на рис. 1, причем предполагается, что в каждом случае величина тока возбуждения отрегулирована так, что при I=I_н„ также U = U_н. Отметим, что величина I_f при номинальной нагрузке называется номинальным током возбуждения. {Вид внешних характеристик синхронного генератора объ­ясняется характером действия реакции якоря. При отстающем токе (кривая 1 на рис. 1) существует значительная продольная размагничивающая реакция якоря), которая растет с увеличением тока нагрузки I, и поэтому U с увеличением I уменьшается. При чисто активной нагрузке (кривая 2 на рис. 1) также имеется продольная размагничивающая реакция якоря, но угол между Е и I меньше, чем в предыдущем случае, поэтому продольная размагничивающая реакция якоря слабее и уменьшение U с увеличением I происходит медленнее. При опережающем токе (кривая 3 на рис. 1) возникает продольная Рис. 5.24

49) Регулировочные характеристики синхронных генераторов

Регулировочные характеристики. Зависимости тока возбуждения Iв от тока нагрузки Iа при неизменных напряжении U, угле φ и частоте f1 называют регулировочными характеристиками (рис. 6.29). Они показывают, как надо изменять ток возбуждения генератора, чтобы поддерживать его напряжение неизменным при изменении тока нагрузки. Очевидно, что с возрастанием нагрузки при φ > 0 необходимо увеличивать ток возбуждения, а при φ < 0 - уменьшать его. Чем больше угол φ по абсолютной величине, тем в большей степени требуется изменять ток возбуждения.

Чтобы экспериментально получить регулировочную характеристику, нужно сначала включить ге­нератор и сообщить его ротору номинальную скорость вращения при холостом ходе, а потом путем изменения тока возбуждения добиться получения номинального напряжения Uн .

Далее постепенно увеличивают ток нагрузки и снимают характеристику, добиваясь в каждой точке постоянства напряжения на зажимах машины путем регулирования тока возбуждения.

На рис. изображены регулировочные характеристики для различных значений. Мы ви­дим, что при активно-индуктивной нагрузке, когда (р >. О ( кривая 2), ток возбуждения необходимо уве­личивать, а при активно-емкостной нагрузке, когда p < О (кривая 3) - уменьшать. Кривая 1 соответ­ствует оптимальному режиму. Все эти явления обус­ловлены реакцией якоря.