Расчёт Iпр.

Перевозбуждение.

,

;

,

;

,

;

,

.

0,5

,

;

,

;

,

;

,

.

0,8

,

;

,

;

,

;

,

.

Недовозбуждение.

0,3

,

,

,

,

.

0,5

,

,

,

.

0,8

,

,

,

.

1

,

,

,

.

Синхронная машина работает устойчиво, если нагрузочный угол изменится в пределах от 0 до . - теоретический предел синхронной работы двигателя. На рис.1 точки, определяющие значение при разных нагрузках, располагают на прямой в местах пересечения её с соответствующими прямыми Р=const. Для Р=10 кВт – это точка С. Следовательно, при Р=10 кВт=15,15 А.

Для графического определения границы устойчивости по оси абсцисс (рис.13) откладываем отрезок КС, по оси ординат – ОС. Получаем соответствующую точку на U-образной характеристике Р=10 кВт.

Точки, определяющие границу устойчивости, можно определить расчётным путём.

Для случая

Р=10 кВт, =15,15, =-j8,8.

,

=17,52; =15,15.

Р=7,5 кВт, =11,36, =-j8,8.

,

=14,37; =11,36.

Р=5 кВт, =7,58, =-j8,8.

,

=11,61; =7,58.

Р=2,5 кВт, =3,79, =-j8,8.

,

=9,68; =3,79.

Р=0, =0, =-j8,8, =8,8.

В таблице граница устойчивости работы в синхронном режиме обозначена буквой S, буква k – выпадение из синхронизма.

2) Регулировочные характеристики – это зависимость . В нашем случае . Построение характеристик можно вести по рабочим точкам рис.12 и по расчётным, приведённым в таблице.

Регулировочные характеристики представлены на рис.14. Они построены при , , f=const, показывают, при каких значениях тока возбуждения при заданном коэффициенте мощности можно получить различные значения тока якоря.

Ввиду того, что исследуемый двигатель подключён к сети бесконечной мощности, U-образные характеристики и регулировочные характеристики действительны при постоянной частоте сети f и постоянном напряжении на выводах .

Важно подчеркнуть, что при исследовании не учитывалось насыщение машины, следовательно, рассчитанные кривые отличаются от реальных, хотя характер зависимостей сохраняется.

Задача 8.

Синхронный двигатель: ротор неявнополюсный, число полюсов 2р=4, соединение обмоток – звезда, номинальное напряжение В, частота сети f=50 Гц, синхронное индуктивное сопротивление машины Х_сн=1,2 Ом.

а) Двигатель не возбуждён, при этом он обеспечивает момент М₁=294 Н·м, потребляет мощность от сети S=85 кВА. Пренебрегая насыщением, потерями, активным сопротивлением цепи якоря, определить:

1) коэффициент мощности ;

2) вектор и его действующее значение;

3) нагрузочный угол ;

4) максимальный момент M_max.

б) При уменьшении нагрузки момент двигателя уменьшается до М₂=147 Н·м, в это же время с целью улучшения коэффициента мощности путём изменения возбуждения ЭДС увеличивается до удвоенного значения. Во второй рабочей точке необходимо рассчитать новый комплексный вектор ЭДС , значение нагрузочного угла .

Ответ:

а)

1) - двигатель потребляет реактивную мощности;

2) (В), Е_о1=123,4 В;

3) ;

4) M_max=432 Н·м.

б)

(В), Е_о2=2Е₀₁=246,8 В;

- машина отдаёт реактивную мощность.