3.Характеристики синхронного генератора.

Характеристика холостого хода: определяет зависимостьU=f(i_f) приI=0 иf=f_н,т.е.U=E

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(i_f) приU=0 иf=f_н.

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 I_KOпри токе возбуждения, который при холостом ходе иn=n_ндаетE=U_н, к номинальному току якоряI_н:Еслиi_f0иi_fk– соответственно токи возбуждения на ХХ, когдаU=U_н, и при установившемся КЗ, когдаI=I_н, 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.

Внешняя характеристика:определяет зависимостьU=f(I) приi_f=const,cosφ=const,f=f_ни 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.

ΔU_н– это изменение напряжения на зажимах генератора при изменении нагрузки от номинального значения до нуля и при неизменном токе возбуждения.

Регулировочные характеристики:определяет зависимостьi_f=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 Ф_δиUс увеличениемIнеобходимо значительно увеличивать ток возбужденияi_f. При чисто активной нагрузке (кривая 2) размагничивающая продольная реакция якоря слабее и требуется меньшее увеличениеi_f. При опережающем токе (кривая 3) продольная реакция якоря стремится увеличивать Ф_δиU, вследствие чего для сохраненияU=constнеобходимо с увеличениемIуменьшатьi_f.

Индукционная нагрузочная характеристика:определяет зависимостьU=f(i_f) приI=const,cosφ=constиf=constиспользуется для определения размагничивающего действия реакции якоря и показывает, как измениться напряжения генератораUс изменением тока возбужденияi_fпри 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=I_н.

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=I_н, когдаU=0 и также ψ=90º.