5.2. Диаграмма неявнополюсного синхронного генератора.

Второй вариант диаграммы Потье.

Обычно диаграмму Потье ее совмещают с ХХХ. Рис.5.2.

Ее построения осуществляется в следующем порядке:

1. Строят ХХХ.

2. Вектор U направляют по оси ординат.

3. Прибавляют к вектору U векторы Ia*Rd и j*Ia*X получают вектор Е.

4. Определяют угол  между U и E.

5. Под углом  к вектору U строем ток якоря Ia.

6. Вектор Е сносят на ось ординат по ХХХ определяют Ifо - ток возбуждения ХХ.

7. Под углом +  к напряжению U прибавляют приведенный к обмотке возбуждения ток статора Ia' и находят суммарный необходимый ток возбуждения при нагрузке Ifd.

8. Перенеся Ifde на ось If можно найти на ХХХ для этого тока напряжение Uo, которое получится при сбросе нагрузки при неизменном If. Отрезок N’’M’.

Вектор Еf должен быть перпендикулярным If, отрезку ОN.

Если продолжить линию I*X до пересечения с направления вектора Еf то получим отрезки ОN и VN, которые равны соответственно Е и Xad*Ia, причем величина Xad и E представляют собой насыщенные значения, соответствующие заданному режиму работы.

Треугольники ОDD1 и ОNM подобны вследствие перпендикулярности сторон. Поэтому If/Ifd=E/Ed.

На рис.5.2. [рис.33.15 Вольдек c. 669] DM’=Ed.

Проведем через точку M' спрямленную насыщенную ХХХ тогда очевидно:

OD2 / OA = D2N”' / DM' или

If / Ifd = D2N” / Eo

где D2DN” = Ef.

Следовательно, насыщенное значение Е для данного значения If надо определять по спрямленной насыщенной ХХХ.

E = CC' определяет степень насыщения магнитной цепи машины.

Проведя ненасыщенную спрямленную ХХХ OC"D" получим ЭДС Ed~ =CC" и

E~=DM’, причем:

DC’ / DM' = Eo~ / Eo = Km

Из подобия треугольников ОDD1 и ОNM следует, что величина Ead также должна определяться по спрямленной ХХХ для данного значения Ia или Ia'. Пусть на рис 33.15 OK=Ia' , тогда

KK' = Ead = Xad * I

KK" = Ead~=Xad~ * I

причем

KK"/ KK' = Xad~ / Xad = Km

Таким образом насыщенное значение Xad в Km раз меньше ненасыщенного его значения.

ЭМ.СM. 5.3.12.03.2001. 08.01.06.03.03.08.

5.3. Выводы.

Анализируя сказанное можно отметить:

1. Насыщенное значение Еf, индуцируемой током возбуждения. создающим МДС возбужденияFf1 для данного значенияIf1 надо определять по спрямленной насыщенной ХХХ. ОтрезокD2N”рис. 5.1.

2. Коэффициент насыщения магнитной системы в данном режиме, т.е. при полном МДС возбуждения, равен согласно рис. 5.2.:

Кm = Ef~ / Efн

3. ЭДС реакции якоря насыщенной магнитной системы определяется из спрямленной насыщенной ХХХ. Согласно рис. 5.2.:

Ead = K' N” = Xad * Ia

или

Xad = Ead / Ia

4. Отношение Xad~ / Xadопределяет коэффициент насыщения магнитной системы СГ.

Xad~ / Xad = Km

5.4. Рабочие характеристики синхронного генератора.

Преобразование энергии в синхронной машине связано с потерями энергии. Потери в синхронной машине можно разделить на основные и добавочные.

Основные потери слагаются из:

- Потерь в стали сердечника статора.

- Потерь в обмотке статора.

- Потерь на возбуждение.

- Механических потерь.

- Добавочных потерь

Добавочные потери слагаются из:

- Потерь в полюсных наконечниках от пульсации магнитного потока вызванных рубчатостью статора.

- Добавочных потерь при нагрузке.

Потери в сердечнике статора разделяются на потери от вихревых токов и потери на гистерезис.

ЭМ.СM. 5.4. 12.03.2001. 08.01.06.

Потери в обмотке статора равны:

Рм1 = 3 * Ia² * R1

Потери на возбуждение при питании возбуждения от отдельного источника:

Pf = If² * Rf + Uщ * If

Потери на возбуждение при питании возбуждения от возбудителя на валу:

Pf = (If² * Rf + Uщ * If ) / КПДв

где КПДв -к.п.д. возбудителя.

Суммарные потери равны сумме этих потерь:

Ps = Рм1 + Pst + Pf + Pmex + Рпул + Рдоб

К.п.д. генератора равно:

КПД = 1 - Ps / ( Pном + Ps)

где

Pном = 3 * Uфн * Iфн * COS н

К.п.д. двигателя равно:

КПД = 1 - Ps / P1ном

В среднем к.п.д. синхронной машины несколько превосходит к.п.д. асинхронной машины из-за меньших потерь в роторе.

Кроме того синхронные машины генерируют реактивную мощность.

ЭМ.СM. 6.1. 25.07.09 11.10.2010. Отпечатано 11. 10.10..