Таким образом, синхронный генератор является симметричным трёхфазным источником электроэнергии, т. е. преобразует механическую энергию приводного двигателя в электрическую энергию трёхфазного тока.

8.6. Работа синхронного генератора в режиме холостого хода

Режимом холостого хода СГ называется режим генерирования электр ческой энерг при отключенных от нагрузки выводах обмот-

возбуждения, соответствующий номинальномуИзначению напряжения генератора в режиме холостого хода. В ходе опыта измеряется напряжение одной фазы обмотки статора U10, равное её ЭДС E10.

Характеристикой холостого хода называется зависимость на-

пряжения на выходе генератора при отключенной нагрузке от тока возбуждения U10 = E10 = f(IВ) при постоянной номинальной частоте вращения вала ротора n2. Она позволяет оценить степень насыщения магнитной цепи машины. Кроме того, характеристику холостого хода используют для построения других характеристик генератора.

196

На практике вместо абсолютного значения ЭДС фазы обмотки статора используют относительное значение E10/U1H, где U1H – номинальное значение напряжения генератора в режиме холостого хода. Типичный вид экспериментальной характеристики холостого хода показан на рис. 8.9. За счёт остаточной намагниченности сердеч-

Материалы, а также критерии и методы оптимизации, используемые при проектировании всех синхронных генераторов средней и большой мощности, одинаковы. ПоэтомуДвсе они обладают практически идентичными характеристиками холостого хода, если представить их в относительных единицах, выбрав в качестве базовых величин ток возбуждения IВH и номинальное значение напряжения генера-

тора в режиме холостого хода U . Такая характеристика холостого

хода называется нормальной и используется при расчётах.

8.7. Работа синхронного генератора в режиме короткого замыкания

1H И

Режимом короткого замыкания СГ называется режим генерирования электрической энергии при замкнутых накоротко (без нагрузки) выводах обмотки статора и постоянной номинальной частоте вращения вала ротора. В режиме короткого замыкания (рис. 8.10) ток возбуждения СГ IВ регулируется с помощью реостата. Так как трёхфазная обмотка статора машины при этом замкнута накоротко, то напряжения на её катушках равны нулю, а токи в статорной обмотке достигают номи-

197

199

В режиме нагрузки СГ получают внешнюю характеристику – зависимость напряжения на выходе генератора при подключенной на-

грузке от тока нагрузки U1 = f(I1) при номинальном токе возбуждения IВН, постоянной номинальной частоте вращения вала ротора n2 и постоянном значении коэффициента мощности нагрузки cosφ1. Ток нагрузки I1 изменяют в диапазоне (0 – 1,1)I1H.

Сное значен е IВ пр н мают такое, при котором номинальному напряжению U1H соответствует номинальный ток статора I1H.

Вид внешней характеристики СГ зависит от того, какое значение тока возбуждения принято за номинальное. Обычно за номиналь-

индуктёмкостной нагрузке (φ1 < 0) – увеличивается, так как продольная составляющая реакц якоря подмагничивает машину (рис. 8.13).

увел чен ем тока нагрузки I1 при активной (φ1 = 0) и активновной нагрузках (φ1 > 0) напряжение генератора уменьшается, так как увел ч ваются падение напряжения на обмотках статора СГ и

размагн ч вающее действие реакции якоря машины, а при активно-

U1

Рис. 8.13. Внешние характеристикиДсинхронного генератора при различных характерах нагрузки

Для оценки отклонения напряжения на выходе генератора от номинального значения используется величина, называемая процентным

Обычно СГ рассчитаны на работу с активно-индуктивной нагрузкой с cosφ1 = 0,8. В этом случае процентное изменение напряжения генератора может достигать 25 – 30%, однако во избежание повреждений изоляции обмоток статора при нагрузке СГ U% не должно превышать 50%.

200