10. Характеристики синхронного генератора

Рабочие свойства машины определяются её характеристиками. Для генераторов основными характеристиками являются характеристика холостого хода, короткого замыкания, нагрузочная характеристика, внешняя характеристика и регулировочная характеристика. Они могут быть построены по расчетным данным, с помощью векторных диаграмм, или по данным соответствующих опытов. Характеристики явнополюсных и неявнополюсных генераторов в основном одинаковы.

Регулировочная характеристика.

Для построения регулировочной характеристики надо задаться значениями тока статора I при U=const и cos=const и найти при помощи векторных диаграмм соответствующие им значения тока возбуждения Iв. Если требуется построить регулировочную характеристику при Uн=const и cos_н =const, то достаточно найти две-три промежуточные точки ( при I<Iн), так как её крайние точки Iво при I=0 и при I=Iн известны из расчета машины.

Внешняя характеристика.

Внешние характеристики могут быть построены при помощи регулировочных характеристик. Если внешняя характеристика должна быть построена при Iвн=const и cos_н=const, то её две точки Uн при I=Iн и U₀ при I=0 известны. Для определения промежуточных точек надо построить две-три регулировочные характеристики при Uн<U<U₀(достаточно взять небольшие пределы изменения I ) и провести прямую линию от Iвн параллельную оси абсцисс. Точки пересечения этой линии с регулировочными характеристиками для различных U дают, следовательно, значения U при соответствующих токах I.

Характеристика холостого хода.

Определяет зависимостьU=f(i_f) при I=0 и f=f_н. Очевидно, что в режиме холостого хода U=E.Если х.х.х. различных синхронных генераторов изобразить в относительных единицах, полагая: U_* =U/Uн; i_*f = i_f / i_fно

Где i_fно -ток холотого хода при U=Uн, то эти х.х.х. будут мало отличаться друг от друга. Поэтому при расчетах различных режимов работы энергетических систем, в которых работает много генераторов, для упрощения расчетов принимается, что х.х.х. всех турбогенераторов, а также х.х.х. всех гидрогенераторов, выраженные в относительных единицах, одинаковы и соответствуют некоторым средним данным реальных характеристик генераторов. Такие характеристики называются нормальными.

Характеристика короткого замыкания.

Характеристика короткого замыкания (х.к.з.) снимается при замыкании зажимов всех фаз обмотки якоря накоротко ( симметричное кз ) и определяет зависимость I=f(i_f ) при U=0 и f=f_{н .}

Если пренебречь весьма незначительным активным сопротивлением якоря ( Ra=0), то сопротивление цепи якоря в режиме короткого замыкания будет чисто индуктивным.

Нагрузочная характеристика.

Определяет зависимость U=f(i_*f) при I=const, cos=const и f=const показывает, как изменяется напряжение генератора U c изменением тока возбуждения i_f при условии постоянства тока нагрузки I и cos. Из числа разнообразных нагрузочных характеристик наибольший практический интерес представляет так называемая индукционная нагрузочная характеристика, которая соответствует чисто индуктивной нагрузке генератора, когда cos=0. Обычно она снимается для I=Iн=const.В нашем случае cosн=0.8=const.