Рабочие характеристики (рис 6.47)

Они представляют собой зависимости тока I_а, электрической мощности Р₁, поступающей в обмотку якоря, КПД η иcosφот отдаваемой механической мощности Р₂приU_C=const,f_C=constиI_В=const. Часто эти характеристики строят в относительных единицах. Поскольку частота вращения двигателя постоянна, зависимостьn₂=f(P₂) обычно не приводится; не приводится также и зависимостьM=f(P₂), т.к. вращающий момент М пропорционален Р₂. ЗависимостьP₁=f(P₂) имеет характер, близкий к линейному.

Ток двигателя (I_а) при холостом ходе является практичеки реактивным. По мере роста нагрузки возрастает активная составляющая тока, в связи с чем зависимостьI_аот мощности Р₂является нелинейной. Кривая η=f(P₂) имеет характер, общий для всех электрических машин. СД могут работать приcosφ=1, но обычно их рассчитывают на работу при номинальной нагрузке с опережающим током иcosφ_ном=0,9…0,8. В этом случае улучшается суммарныйcosφ сети, от которой питаются СД , т.к. создаваемая ими опережающая реактивная составляющая токаI_акомпенсирует отстающую реактивную составляющую тока АД. Зависимостьcosφ=f(P₂) при работе машин с перевозбуждением имеет максимум в области Р₂>Р_НОМ. При снижении Р₂значениеcosφуменьшается, а отдаваемая в сеть реактивная мощность возрастает.

18. Гашение магнитного поля синхронной машины.

При КЗ во внешней цепи срабатывает релейная защита, которая отключает синхронный генератор от присоединенной к нему нагрузки или от сети. Однако при внутренних КЗ в генераторе отключение его от внешней цепи не ликвидирует режим КЗ, так как в обмотке якоря индуцируется ЭДС и по ней продолжает проходить большой ток. Чтобы устранить режим КЗ в этом случае, необходимо резко уменьшить магнитный поток машины, для чего следует прекратить прохождение тока по её обмотке возбуждения. Операции, необходимые для прекращения прохождения тока по обмотке возбуждения синхронной машины при аварийных режимах, называют гашением магнитного поля. Гашение магнитного поля в принципе возможно путем быстрого размыкания цепи обмотки возбуждения с помощью соответствующего контакта автоматического выключателя (автомата гашения поля). Однако при этом в обмотке возбуждения индуцируется ЭДС самоиндукции е_В=-L_Вdi_B/dt. Так, как ОВ имеет значительную индуктивностьL_B, то ЭДС е_Вможет создавать большие перенапряжения, опасные для изоляции обмотки. Поэтому применяют способы гашения магнитного поля, обеспечивающие уменьшение тока возбуждения с некоторойограниченной скоростью, при которой не возникают чрезмерные перенапряжения.В настоящее время применяют две схемы гашения поля. В одной из них (рис. 6.58,а) ОВ отключается автоматом гашения поля от возбудителя и замыкается на гасящий резистор, сопротивление которого в 4-5 раз больше сопротивления ОВ. При таком значении сопротивления резистора ток К.З. не создает в генераторе значительных внутренних повреждений, а возникающие перенапряжения находятся в допустимых пределах. Гасящий резистор должен быть рассчитан на длительный ток, равный 0,2I_В.НОМдля турбогенераторов и 0,05I_В.НОМдля гидрогенераторов. В другой схеме (рис. 6.58, б) скорость уменьшения тока возбуждения ограничивается путем удлинения времени горения в автомате гашения поля, который размыкает цепь ОВ. Этот автомат кроме главных контактов4имеет специальные дугогасительные контакты10, при размыкании которых возникающая дуга выдувается на дугогасительную решетку и гасится в ней. Соответствующим выбором конструкции дугогасительной камеры удается получить умеренную скорость уменьшения тока. При использовании указанных схем гашения поля требуется усиливать изоляцию ОВ, на которую в нормальных условиях подается напряжение порядка 50-400 В. Гашение поля мало влияет на характер переходного процесса нарастания тока якоря при КЗ, так как этот ток достигает максимального значенияI_УДпримерно через полпериода (при частоте 50 Гц через 0,01 с), а за это время защита не успевает сработать. Оно лишь уменьшает время, в течение которого по обмотке проходит ток КЗ и, следовательно, снижает вероятность повреждения машины этим током.