10.20.1. Основные характеристики

Рабочие свойства машины определяются ее характеристиками. Для генераторов основными характеристиками являются внешняя, регулировочная, U-образная и угловая, для двигателей — рабочие, U –образная и угловая. Для построения всех указанных характеристик используют векторные диаграммы [6].

Регулировочная характеристика генератора представляет собой зависимость при=const и =const (рис. 10.39). Для построения этой характеристики задают ряд значений тока якоря в пределах от 0 до 1 и при одних и тех же значенияхистроят векторные диаграммы, из которых находят ток возбуждения. Ток возбуждения при=0 определяют из характеристики холостого хода по заданному напряжению. Для регулировочной характеристики при=1=const и ==const ток возбуждения, соответствующий номинальному току якоря, можно определить по векторной диаграмме, построенной раньше для нахождения МДС обмотки возбуждения (см. § 10.14). Эта МДС в относительных единицах равна току возбуждения .

Рис. 10.39. Регулировочные характеристики

Внешняя характеристика при=const и =const (рис. 10.40) определяет зависимость напряжения генератора от его нагрузки. Исходная точка этой характеристики имеет координаты =1 и=1. При токе=0 напряжение=берут из векторной диаграммы, построенной для номинального режима машины. Промежуточные точки характеристики можно найти, построив ряд регулировочных характеристик при различных значениях напряжения. Напряжения, при которых строят регулировочные характеристики, берут в пределах отдо 1, а=. Точки пересечения регулировочных характеристик с прямой, проведенной параллельно оси абсцисс, придают искомые точки внешней характеристики.

Рис. 10.40. Внешняя характеристика

U-образные характеристики при(рис. 10.41) можно получить путем построения ряда векторных диаграмм при=1=const и =const (рис. 10.42). Из построенных векторных диаграмм для каждого значения тока определяют ток возбуждения.

Рис. 10.41. U— образные характеристики

Рис. 10.42. К построению U— образных характеристик

Угловые характеристики дают зависимость активной мощности от (угла нагрузки):при= 1 и=const. Угол является углом между осями полюсов и результирующего магнитного поля или между векторами ЭДСи напряжения. Построение угловых характеристик с учетом насыщения машины связано с большими трудностями. Ниже приведен расчет этой характеристики без учета насыщения. Параметры в этом случае принимают постоянными, равными их значению для ненасыщенной машины, а.

Характеристику при = l в относительных единицах строят по уравнению

. (10.174)

Электродвижущую силу определяют по продолжению прямолинейной части характеристики холостого хода при токе возбуждения. При построении характеристикиуголизменяется в пределах от 0 до.

По угловой характеристике определяют статическую перегружаемость машины, равную отношению. Номинальная мощностьв относительных единицах равна. Если пренебречь активным сопротивлением (что возможно для машин средней и большой мощности), то можно принять

=, (10.175)

где и— максимальный и номинальный моменты.

Статическую перегружаемость можно также рассчитать по формуле

. (10.176)

Коэффициент учитывает реактивные составляющие мощности и момента, обусловленные неодинаковыми индуктивными сопротивлениямии. Он принимается по рис. 10.43 в зависимости от отношения.

Рис. 10.43. К определению коэффициента

Как уже отмечалось ранее, статическая перегружаемость синхронных двигателей общего назначения должна быть не ниже 1,65.

Для синхронных двигателей U-образные и угловые характеристики строят так же, как и для генераторов, с использованием соответствующих векторных диаграмм.

Рабочие характеристики двигателей, т. е. зависимости , ,,,, при=1=const и =const могут быть получены по U-образным характеристикам. Для этого необходимо построить несколько U-образных характеристик при различных значениях =const и =1=const. По этим характеристикам при находят токI при данном значении мощности и . Затем определяют мощность на валу:(— потери в машине для данного режима работы),.