pdf.php@id=6159.pdf

будет определять насыщенное значение ха при таком насыщении магнитной цепи, которое соответствует данному значению Е. Кри­ вая 4 (рис. 33-8) представляет собой насыщенные значения ха —

Отношение короткого замыкания (о. к. з.).

Отношением короткого замыкани'я й0.к.3, согласно ГОСТ 183—66, называется отношение установившегося тока короткого

где Ха — насыщенное значение продольного синхронного сопроти­ вления, соответствующее Е&= (/„.

На основании выражений (33-10) и (33-11)

ных условиях меньше номинального. Отсюда можно сделать вывод, что установившийся ток короткого замыкания синхронных генера­ торов Вообще относительно не очень велик, что объясняется сильной размагничивающей реакцией якоря.

когда / = /„, то на основании подобия треугольников ОАА' и ОВВ* (рис. 33-9)

Как будет показано ниже (см. § 35-4), величина о. к. з., как и величина хЛ, определяет предельную величину нагрузки, кото­ рую способен нести генератор при установившемся режиме работы, причем, чем больше о. к. з., тем больше предельная нагрузка.

Поэтому о. к. в. является важным параметром синхронных машин. У гидрогенераторов обычно К.*.*. = 0.8 -*■ 1,8, а у турбо­ генераторов 60.к.з. = 0,4 ± 1 , 0 .

В соответствии с изложенным в § 32-2 величина о. к. з. тем больше, чем больше величина зазора б между стато|Гом и ротором. Поэтому машины с большим о. к. з. дороже.'

напряжение машины У при изменении величины нагрузки и неиз­ менном токе возбуждения. На Схеме рис. 33-5, б внешняя характе­ ристика снимается следующим образом: при — сопз! посредством изменения момента или мощности приводного двигателя изменяют ступенями активную мощность генератора Р и при раждом значении Р с помощью регулируемого трансформатора РТ изменяют У на зажимах генератора т а к , что достигается необходимое значение

СОЗ ф.

Вид внешних характеристик при разных характерах нагрузки показан на рйс. 33-10, причем предполагается, что в каждом случае

ясняется характером действия реакции якоря. При отстающем токе (кривая 1 на рис. 33-10) существует значительная продольная раз­ магничивающая реакция якоря (см. диаграммы рис. 33-1, а и 33-2, а), которая растет с увеличением тока нагрузки /, и поэтому У с уве­ личением / уменьшается. При чисто активной нагрузке (кривая 2 на рис. 33-10) .также имеется продольная размагничивающая реак­ ция якоря, но угол ф между Е й I меньше, чем в предыдущем случае,

намагничивающая реакция якоря (см. рис. 33-1, б и 33-2, б), и по­

Номинальное изменение напряжения синхронного генератора Д[/н — это изменение напряжения на зажимах генератора (при его работе отдельно от других генераторов) при изменении на­ грузки от номинального значения до нуля и при неизменном токе возбуждения.

но кривой 1 на рис. 33-10, при этом А{/н> 0 . Величина А[/н дейст­ вующими ГОСТ не регламентируется. Обычно

А1/н% = ^ ■100 = 25 -4- 35% .

Величина Д[/н у турбогенераторов больше, чем у гидрогенерараторов, так как у первых хй больше.

Регулировочная характеристика определяет зависимость ^ = =1 (/) при 1} = сопз!, соз «р = сопз! и / = со т! и показывает, как нужно регулировать ток возбуждения синхронного генератора, чтобы при изменении нагрузки его напряжение оставалось неиз­ менным. По схеме рис. 33-5, б эта характеристика снимается сле­ дующим образом: изменяется ступенями активная мощность Р и при каждом значении Р величина регулируется так, что дости­ гается соз ф = сопзС Ввиду изменения внутреннего йадения на­ пряжения в РТ одновременно с регулировкой приходится также несколько регулировать напряжение РТ, чтобы поддержать 1} = = сопз!. Вид регулировочных характеристик показан на рис. 33-11,

причем предполагается, что для всех изображенных там характе­ ристик величина I/ одинакова.

Вид регулировочных характеристик также объясняется харак­ тером действия реакции якоря. При отстающем токе (кривая 1 на рис. 33-11) продольная реакция якоря является размагничивающей и для компенсации ее влияния на величины Фб и I/ с увеличением I необходимо значительно увеличивать ток возбуждения I/. При чисто активной нагрузке (кривая 2) размагничивающая продольная реак­ ция якоря слабее и требуется меньшее увеличение 1{. При опере­ жающем токе (кривая 3) продольная реакция якоря стремится уве-

(до 1,7—2,2 раза) увеличить ток возбуждения. Это увеличение тем

числа разнообразных нагрузочных характеристик наибольший прак­ тический интерес представляет так называемая и н д у к ц и о н ­ н а я н а г р у з о ч н а я х а р а к т е р и с т и к а (рис. 33-12, кривая 2), которая соответствует чисто индуктивной нагрузке ге­ нератора, когда соз ф = 0 (инд.). Обычно она снимается для

I = / н. По схеме рис. 33-5, б индукционную нагрузочную харак­ теристику можно снимать так: с помощью РТ ступенями изме­ няют V на зажимах генератора и одновременно регулируют так, что достигается 7 = со т!. Вместе с тем при необходимости не­ сколько регулируют величину момента приводного двигателя так, Чтобы соз <р = 0.

Векторная диаграмма синхронного генератора при соз <р = 0 (инд.) изображена на рис. 33-13, причем принято, что га = 0. Из этой диаграммы видно, что в режиме индукционной характеристики существует чисто продольная размагничивающая реакция якоря (7? = / соз ф = 0; 1а = 7 з1п ф = /). Поэтому индукционная ха­ рактеристика (кривая 2 на рис. 33-12) идет ниже характеристики холостого хода (кривая Г). Точка А на рис. 33-12 соответствует симметричному установившемуся короткому замыканию генера­ тора при I = 7В, когда I! = 0 и также ф = 90°. Так как ф =* 90°, то в режиме индукционной характеристики н. с. возбуждения и якоря складываются алгебраически, а (/„ и хаа1 — арифметически (рис. 33-13).

Реактивный треугольник, или треугольник Потье. Реактивным треугольником синхронной машины называется Д СВА (рис. 33-12), вертикальный катет СВ которого равен падению напряжения в со­ противлении рассеяния якоря хоа/ в, а горизонтальный катет СА равен н. с. реакции якоря в масштабе тока возбуждения к,а1я.

часть х. х. х., то реактивный треугольник СВА нетрудно построить; как это следует из рис. 33-12. Составляющая ОС тока воз­

Н. с. реакции якоря и хаа1я в режиме ивдукционной характерна, стики постоянны, так как хаа при / = сопз! практически не зависит, от величины результирующего потока в зазоре. Поэтому инДукциоа-1 ную характеристику 2 (рис. 33-12) можно построить с помощый

х.х. х. 7 и реактивного треугольника СВА, передвигая последний параллельно самому себе так, 'чтобы его вершина В скользила по

х.х. х. Тогда вершина А опищет характеристику 2. Одно из поло­

жений этого треугольника (ДС’В'А' при 1} = 1/и) показано на рис. 33-12, и справедливость указанного построения можно пояснить следующим образом.

Составляющая Ь К = С'А' — СА этого тока компенсирует чист» продольную размагничивающую реакцию якоря в этом режиме*

а составляющая ОБ = ОК — БК должна индуктировать резуль­ тирующую э. д. с. величиной

V + хаа1 = ОС’+ С’В1 = ОВ’.

Из х. х. х. 1 (рис. 33-12) следует, что ток ОЭ действительно индуктирует такую э. д. с.

Если хва и кы неизвестны, то из изложенного следует, что с по­

ДСВЛ можно было бы перемещать параллельно самому себе также Д О В 'Л '. Последний в рассматриваемом случае неизвестен, но извест­ ны его сторона ОА — О'А' и / АОВ = А'ОгВ’. Отложив поэтому из некоторой точки А' характеристики 2 рис. 33-12 отрезок А'О' = = 9Л и проведя линию О'В' параллельно ОВ, найдем точку пере­ сечения В' с кривой /. Опустив из точки В' вертикаль В'С', получим

(33-14)

а отрезок С'А' определяет величину н. с. реакции якоря в масш­ табе I/.

Индуктивное сопротивление Потье. Опыт показывает, что опыт­ ная индукционная нагрузочная характеристика в действительности не вполне совпадает с характеристикой, построенной указанным выше о&р&зом с помощью х. х. х. и реактивного треугольника, а отклоняется от нее вправо тем больше, чем больше V (штриховая кривая на рис. 33-12). Причина этого заключается в том, что хотя для точки В’ х. х. х. и точки А' индукционной характеристики величины э. д. с. и потока Ф* одинаковы, соответствующие токи возбуждения ОВ и ОК неодинаковы. Так как ОК > ОБ, то в ре­ жиме индукционной характеристикипоток рассеяния обмотки воз­ буждения больше, что вызывает увеличение насыщения полюсов и ярма индуктора. Поэтому при одинаковых Ец в режиме индукцион­ ной характеристики в действительности необходимо увеличение ^ на некоторую величину Л'Л".

Вследствие изложенного при указанном выше методе определе­ ния Хаа вместо, оггреака А ’С = СА в действительности отклады­ вается отрезок Л '-С " — СА я находится отрезок С В ” > С*В’. Поэтому вместо хт (см. равенство (33-14)] получим сопротивление

С "В "

(33-15)

которое называется и н д у к т и в н ы м с о п р о т и в л е н и е м П о т ь е или р а с ч е т н ы м и н д у к т и в н ы м с о п р о т и в ­ л е н и е м р а с с е я н и я о б м о т к и я к о р я .

У неявнополюсных машин хр « (1,05 1,10) хаа, а у явно­ полюсных хр » (1,1 ч- 1,3) хаа, причем величина хр зависит также от расположения точки А " на индукционной характеристике. Сопротивление хр используется при некоторых расчетах и по­ строениях.

Потери и к. п. д. синхронных машин рассчитываются в главных чертах так же, как и у машин постоянного тока и асинхронных, причем в потери возбуждения включаются также потери в регули­ ровочных реостатах и потери в возбудителе или в возбудительном агрегате. Значения к. п. д. для ряда гидро- и турбогенераторов приведены в табл. 19-2 и 19-3.

§ 33-3. Построение векторных диаграмм напряжений с учетом насыщения

Диаграмма Потье. При проектировании и эксплуатации синхрон­ ных машин возникает необходимость определения тока возбужде­

Диаграмма Потье (рис. 33-14) состоит, таким образом, из двух частей: диаграммы э. д. с. или напряжений и диаграммы н. с. Послед­ нюю следует рассматривать как пространственную диаграмму н. с.

При практическом пользовании диаграммой Потье ее совмещают с х. х. х. (рис. 33-15). При этом вектор О направляют по оси ординат, величину Йа сносят на эту же ось и на х. х. х., в результате чего

явнополюсных машин, так как опыт показывает, что ошибка в опре­ делении и при этом в случае соз ф = 0,8 обычно не превышает 5—10%. Приведение полного тока / или н. с. якоря Ра к обмотке возбуждения производится так же, как приведение продольного тока н. с. якоря [см. равенства (3246) и (32-50)).

При построении диаграммы Потье обычна вместо *&,/ откла­ дывают хр/, что дает более точные результаты, так как при этом учитывается повышенное насыщение магнитной цепи индуктора от потока рассеяния возбуждения.

Диаграмма неявнополюсного генератора рис. 33-4 действитель­ на во всех случаях, если при ее построении использованы насыщен­ ные значения параметров хаа и ха, соответствующие реальному