3.5. Полные векторные диаграммы.

Явнополюсная машина.Напряжение фазы обмотки генератора равно сумме индуктируемых в этой обмотке ЭДС, минус падение напряжения в активном сопротивлении фазы обмотки.

В связи с этим можно написать уравнение явнополюсного синхронного генератора:

U = Ef + Ead + Eaq + Ea - r1*I

ЭДС реакции якоря и рассеивания можно выразить через соответствующие токи и индуктивные сопротивления:

Ead = - j Xad Id

Eaq = - j Xaq Iq

Ea = -j Xa I

Этому уравнению соответствует векторная диаграмма на рис 3.3.

Неявнополюсная машина. Для этой машины Xd=Xq. Векторная диаграмма не отличается от предыдущей.

СМ. 3.11. 05.01.06. 22.02.06. 25.02.2006. 11.02.07.

Рис. СМ.3.4. Векторная диаграмма явнополюсного СГ при активно-индуктивной нагрузке. Диаграмма Блонделя.

Угол  между Ef < осью d ) и U.

Угол  между Ef С осью d ) и I.

Угол  между U и I.  =  •+• 

СМ. 4.1. 20.02.2005. 20.07.09.

Тема 3. Синхронные машины. Лекция 4. (28.08.10. 22.09.11).

4. Характеристики сг.

4.1. Характеристики холостого хода. ( ххх ).

Характеристикой холостого хода называют зависимости:

U = f(If) при I1 = 0 и f=fн.

Рис. СМ. 4.1. Характеристика холостого хода СГ.

Очевидно при I1 = 0 U = Ef.

Характеристику зачастую строят в относительных единицах:

U* = U / Uн ; If* = If / Ifн

Характеристики всех генераторов в относительных единицах до If*=1 довольно близки и называются НОРМАЛЬНЫМИ .

Коэффициенты насыщения для турбогенераторовКm = 1.2, длягидрогенераторов1.06.

Нормальная характеристика ХХХ приведена в таблице.

Таблица

--------T------------------------------------------------------

If o.e. ¦ 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50

-----+---------------------------------------------------------

E o.e. ¦ 0.58 1.00 1.21 1.33 1.40 1.46 1.51

---------+-----------------------------------------------------

ЭМ.СM. 4.2. 07.03.2001 08.01.06. 20.07.09 23.09.10,

4.2. Характеристика короткого замыкания. ( х.К.З.).

Характеристику трехфазного к.з. получают следующим образом: выводы обмотки статора замыкают накоротко (рис. 4.2, а) и при вращении ротора с частотой вращения п постепенно увеличивают ток возбуждения до значения, при котором ток к.з. превышает номинальный рабочий ток статорной обмотки не более чем на 25% (i_k = l,25I_HOM).

Так как в этом случае ЭДС обмотки статора имеет значение, в несколько раз меньшее, чем в рабочем режиме генератора, и, следовательно, основной магнитный поток весьма мал, то магнитная,цепь машины оказывается ненасыщенной. По этой причине характеристика к.з. представляет собой прямую линию (рис. 4.2, б).

Активное сопротивление обмотки статора невелико по сравнению с ее индуктивным сопротивлением, поэтому, принимая R1  0, можно считать, что при опыте к.з. нагрузка синхронного генератора (его собственные обмотки) является чисто индуктивной, =90.

Из этого следует, что при опыте к.з. реакция якоря синхронного генератора имеет продольно-размагничивающий характер Iq=0, Id = I, следовательно:

U = Ef + Ead + Ea = 0

Ef = - Ead - Ea = j Xd * I = j Xad * I + j Xa I

Векторная диаграмма, построенная для генератора при опыте трехфазного к.з., представлена на рис. 4.2, в.

Из диаграммы видно, что ЭДС Ef, индуцируемая в обмотке статора, полностью уравновешивается ЭДС продольной реакции якоря E_ad = - j Id * Xad и ЭДС рассеяния Ea = -j Xa *I

При этом МДС обмотки возбуждения имеет как бы две составляющие: одна компенсирует падение напряжения j Xa I, а другая компенсирует размагничивающее влияние реакции якоря j Xad I.

Рис. СМ. 4.2. Характеристика КЗ Векторная диаграмма СГ в режиме КЗ.

ЭМ.СM. 4.3. 08.01.06. 23.09.10. 22.09.11.

Схема замещения и векторная диаграмма характеристики КЗ приведена на рис 4.3.

В этом случае реакция якоря будет чисто размагничивающая и ЭДС от результирующего потока воздушного зазора равна:

| Eδ | = Ef - Xad I = Xa Iа

Сопротивление рассеивания Xaмало; Eδ - мало; поток Фδ - мал; машина не насыщена и характеристики КЗ прямолинейна.