4. Регулировочные характеристики.

Зависимость тока возбуждения генератора от тока якоря генератора при неизменном напряжении на клеммах обмотки якоря , неизменном характере нагрузки ( ) и неизменной частоте вращения ротора (n = const) называют регулировочной характеристикой .

Регулировочная характеристика показывает, как нужно регулировать ток возбуждения генератора при изменении тока нагрузки, чтобы напряжение генератора оставалось неизменным по величине.

В таблицу 4 запишем результаты исследования, по которым построим регулировочную характеристику.

Таблица 4

№ опыта	cos  0		Примечание
	I	I f
	А	А
1 2 3 4	0 0.15 0.3 0.9	0.65 0.75 0.85 0.95	UH = 127, В I f 0  0.65, А cos  1 I f  0.1 о.е. cos  0 I f  0.461, о.е.

По регулировочным характеристикам определим относительное изменение тока возбуждения, необходимое для поддержания напряжения на клеммах обмотки якоря при переходе от холостого хода к номинальной нагрузке:

о.е.

Строим график регулировочной характеристики:

Рисунок 5 – Регулировочные характеристики

5. Характеристики короткого замыкания.

Зависимость тока якоря генератора от тока возбуждения генератора при неизменной частоте вращения ротора генератора , и при напряжении на клеммах обмотки якоря равном нулю, называют характеристикой короткого замыкания I_K  f (I _f ).

При проведении опытов КЗ, будем изменять электрические схемы обмотки якоря генератора.

Рисунок 6 – Электрические схемы обмотки якоря опытов короткого замыкания:

а – трёхфазного, б – двухфазного, в – однофазного

Таблица 5

№ опыт а	3-х фазное		2-х фазное		1 - фазное		Примечание
	Iк3	I f	Iк2	I f	Iк1	I f
	А	А	А	А	А	А
1 2 3	0.4 0.7 1	0.15 0.25 0.32	0.3 0.6 1	0.07 0.12 0.2	0.5 0.7 1	0.05 0.1 0.13	IH  , А

Построим характеристики короткого замыкания в одних осях.

Рисунок 7 – Характеристики КЗ

Анализ полученных результатов:

ХХ: Полученная характеристика холостого хода является неполной, так как представляет собой только часть петли гистерезиса. Данная характеристика нелинейная из-за присутствующих потерь напряжения.

Чтобы сделать вывод о степени насыщения магнитной цепи, необходимо продлить линейный участок зависимости: чем ближе нелинейная часть к продолжению линейного участка, тем меньше насыщение цепи. Нормальный коэффициент насыщения .

Если коэффициент насыщения K_μ будет меньше 1.2, это будет значить, что машина будет не насыщена. Если K_μ > 1.35, то машина перенасыщена, у ней большое магнитное сопротивление, машина будет греться при работе.

НГ: Нагрузочная активно-индуктивная характеристика располагается ниже характеристики холостого хода вследствие двух причин: 1) падение напряжения, 2) размагничивающее действие реакии якоря при индуктивной нагрузке.

ВН: С увеличением тока нагрузки увеличивается действие реакции якоря и величина падения напряжения. В результате этого напряжение на нагрузке меняется. При чисто активной нагрузке реакция якоря генератора поперечная, направленная поперек оси полюсов ротора и оказывающая в основном искажающее действие на магнитное поле, а при активно-индуктивной нагрузке – поперечно-продольная.

В последнем случае продольная составляющая реакции якоря направлена навстречу полю полюсов (оказывает размагничивающее действие) и уменьшает магнитный поток машины, что приводит к уменьшению напряжения. Поэтому внешняя характеристика при активно-индуктивной нагрузке располагается ниже характеристики при активной нагрузке.

РЕГ: При увеличении тока R–L-нагрузки для компенсации падения напряжения и размагничивающего действия реакции якоря необходимо увеличивать ток возбуждения. При активно-индуктивной нагрузке регулировочная характеристика проходит выше, чем при чисто активной R-нагрузке. При активно-емкостной R–С-нагрузке регулировочная характеристика проходит ниже, чем при чисто активной нагрузке.

КЗ: На наклон к оси абсцисс характеристик КЗ будет влиять размагничивающее действие реакции якоря. Чем больше размагничивающее действие реакции якоря, тем меньше установившийся ток короткого замыкания и, соответственно, меньше угол наклона. Размагничивающее действие реакции якоря максимальное при трехфазном коротком замыкании (ток короткого замыкания минимальный) и минимальное при однофазном коротком замыкании (ток короткого замыкания максимальный).

Линейность характеристик короткого замыкания объясняется тем, что основной магнитный поток и потоки рассеяния обмоток генератора при коротком замыкании не оказывают заметного влияния на насыщение железа магнитной цепи. Индуктивные сопротивления, характеризующие короткие замыкания, остаются постоянными, а характеристики короткого замыкания – линейными.

Характеристика КЗ не будет проходить через начало координат, если опыт будет проводиться без предварительного размагничивания. Иначе говоря, в синхронном генераторе присутствует остаточный магнитный поток, при котором ток I не будет равен 0 даже при нулевом токе возбуждения.