2) Генераторный режим Рис. 2
Для построения векторной диаграммы необходимо рассмотреть соотношение, величины вторичного тока I2 при вращающемся с любым скольжением роторе:
В
генераторном режиме s<0
и, согласно выше написанному выражению,
по-прежнему
,
т.е.становится
отрицательной и меняет свою фазу на
180. Физически это объясняется тем, что
поле вращается относительно ротора по
сравнению с двигательным режимом в
обратною сторону, вследствие чего
изменяются знаки эдс E2S
и активной
составляющей тока I2.
В результате
изменяется также знак вращающего
момента, т.е. последний действует против
направления вращения и становится
тормозящим. На основании изложенного
построена векторная диаграмма на рисунке
2.
3) Режим противовключения Рис. 3
По
сравнению с двигательным и генераторным
режимами работы в режиме противовключения
сопротивление
мало.
Поэтому на основании следующего
равенства:
можно
заключить, что ток I2
и угол
велики.
Соответственно этому первичный токI1
и угол сдвига
фаз
так
же велики. Это также указывает на
опасность режима в тепловом соотношении.
Поэтому приU1=U1Hрассматриваемый
режим допускается лишь кратковременно.
На основании выше изложенного построим
векторную диаграмму режима противовключения.
Рис. 3
3.Характеристики синхронного генератора.
Отдельную группу характеристик СГ составляют характеристики, которые определяют зависимость между напряжением на зажимах якоря U, током якоряIи током возбужденияifприf=fнилиn=nни φ=constв установившемся режиме работы. Эти характеристики дают наглядное представление о ряде основных свойств синхронных генераторов.
|
|
Характеристика холостого хода: определяет зависимостьU=f(if) приI=0 иf=fн. Рабочая точка 2 располагается на участке перегиба Х.Х.Х. При использовании точки 1 имеется недоиспользование машины; при использовании в качестве рабочей точки 3 происходит насыщение машины и резкий рост тока возбуждения. |
|
|
Характеристика 3-х фазного КЗ: снимается при замыкании зажимов всех фаз обмотки якоря накоротко и определяет зависимостьI=f(if) приU=0 иf=fн. Пренебрегая
активным сопротивлением якоря уравнение
в режиме КЗ имеет вид:
Так как на индуктивном сопротивлении рассеяния фазы падение напряжения мало (ЭДС от результирующего магнитного потока индуцируется магнитным потоком малой величины) магнитная цепь не насыщена и характеристика имеет линейный характер. |
|
|
Отношение
КЗ – это отношение установившегося
тока КЗ IKOпри токе возбуждения, который при
холостом ходе иn=nндаетE=Uн,
к номинальному току якоряIн: |
|
|
Внешняя характеристика:определяет зависимостьU=f(I) приif=const,cosφ=const,f=fни показывает, как изменяется напряжения машиныUвеличины нагрузки и неизменном токе возбуждения. Вид внешних характеристик объясняется характером действия реакции якоря. При индуктивной нагрузке существует большая продольная размагничивающая реакция якоря, которая растет с увеличением тока нагрузки I, и поэтомуUс увеличениемIуменьшается; при чисто активной нагрузке она тоже есть, только слабее т.к. угол ψ междуEиIменьше. При опережающем токе (емкостная нагрузка) возникает продольная намагничивающая реакция якоря и поэтому с увеличениемIнапряжениеUрастет. ΔUн– это изменение напряжения на зажимах генератора при изменении нагрузки от номинального значения до нуля и при неизменном токе возбуждения. |
|
|
Регулировочные характеристики:определяет зависимостьif=f(I) приU=const,cosφ=constиf=constи показывают, как нужно регулировать ток возбуждения генератора, для того, чтобы при изменении нагрузки напряжение на выходе оставалось неизменным. Вид регулировочных характеристик также объясняется характером действия реакции якоря. При отстающем токе (кривая 1) продольная реакция якоря является размагничивающей и для компенсации ее влияния на величины ФδиUс увеличениемIнеобходимо значительно увеличивать ток возбужденияif. При чисто активной нагрузке (кривая 2) размагничивающая продольная реакция якоря слабее и требуется меньшее увеличениеif. При опережающем токе (кривая 3) продольная реакция якоря стремится увеличивать ФδиU, вследствие чего для сохраненияU=constнеобходимо с увеличениемIуменьшатьif. |
|
|
Индукционная нагрузочная характеристика:определяет зависимостьU=f(if) приI=const,cosφ=constиf=constиспользуется для определения размагничивающего действия реакции якоря и показывает, как измениться напряжения генератораUс изменением тока возбужденияifпри условии постоянства тока нагрузкиIиcosφ. Наибольший интерес представляет индукционная нагрузочная характеристика (кривая 2), которая соответствует чисто индуктивной нагрузке генератора, когда cosφ=0(инд.). Обычно она снимается дляI=Iн. В режиме индукционной характеристики существует чисто продольная размагничивающая реакция якоря. Поэтому индукционная характеристика (кривая 2) идет ниже характеристики холостого хода (кривая 1). Точка А соответствует симметричному установившемуся короткому замыканию генератора при I=Iн, когдаU=0 и также ψ=90º. |
Еслиif0иifk– соответственно токи возбуждения
на ХХ, когдаU=Uн,
и при установившемся КЗ, когдаI=Iн,
то по подобию треугольниковOAA’иOBB’
. Величина о.к.з., определяет предельную
величину нагрузки, которую способен
нести генератор при установившемся
режиме работы, причем чем больше
о.к.з., тем больше предельная нагрузка.
Чем больше величина зазора δ между
статором и ротором, тем больше о.к.з.
