
- •3. Синхронные машины
- •3.1. Устройство и принцип действия
- •3.2. Магнитное поле и основные параметры синхронной машины
- •3.2.1. Магнитное поле и параметры обмотки возбуждения
- •3.2.2. Магнитное поле и параметры обмотки якоря синхронной машины
- •3.2.3. Приведение мдс и тока якоря к обмотке возбуждения
- •3.3. Векторные диаграммы трехфазных синхронного
- •3.3.1. Основные виды векторных диаграмм напряжения
- •3.3.2. Построение векторной диаграммы см с учетом насыщения
- •3.4. Характеристики синхронного генератора
- •3.4.1. Общие замечания
- •2.4.2. Характеристика холостого хода
- •3.4.3. Характеристика короткого замыкания
- •3.4.4. Отношение короткого замыкания
- •3.4.5. Внешняя характеристика
- •3.4.6. Регулировочная характеристика
- •3.4.7. Нагрузочная характеристика
- •3.5. Параллельная работа см
- •3.5.1. Включение на параллельную работу трехфазных
- •3.5.2. Особенности работы синхронной машины с сетью
- •3.5.3. Электромагнитная мощность и электромагнитный
- •3.5.4. Угловая характеристика синхронной машины.
- •3.5.5. Работа синхронного генератора при переменном
- •3.6. Синхронные двигатели и компенсаторы
- •3.6.1. Общие сведения о синхронных двигателях
- •3.6.2. Векторная диаграмма синхронного двигателя
- •3.6.3. Режимы работы синхронного двигателя
- •3.6.4. Рабочие характеристики синхронного двигателя
- •3.7. Несимметричная нагрузка синхронного генератора
- •3.8. Внезапное короткое замыкание синхронной машины
- •Общие замечания
- •Внезапное трехфазное короткое замыкание синхронной машины
- •Параметры и схемы замещения синхронной машины
- •3.9. Колебания синхронной машины при параллельной работе
- •Свободное колебание ротора синхронной машины
- •Динамическая устойчивость синхронной машины
- •3.10. Системы возбуждения синхронной машины
3.4.5. Внешняя характеристика
Внешняя характеристика
представляет собой зависимость
при
.
Эта характеристика
показывает изменение напряжения СГ при
изменяющейся нагрузке и постоянном
токе возбуждения. Внешняя характеристика
снимается при замкнутом рубильнике Q
(рис. 3.15) путем изменения нагрузочного
сопротивления
.
При этом
при котором обеспечивается номинальное
напряжение при номинальной нагрузке.
Вид внешней характеристики зависит от
рода нагрузки (рис. 3.19).
Н
аиболее
существенное изменение (уменьшение)
наблюдается при активно-индуктивной
нагрузке, что связано с сильным влиянием
продольно-размагничевающей реакции
якоря. При активной нагрузке изменение
напряжения меньше. При активно-емкостной
нагрузке при переходе от холостого хода
к номинальной нагрузке напряжение не
падает, а возрастает, что связано с
продольно-намагничевающей реакцией
якоря.
За относительное
изменение напряжения принимаем изменение
соответствующее активно-индуктивной
нагрузке при
:
.
3.4.6. Регулировочная характеристика
Регулировочная
характеристика это зависимость
при
,
и
.
Эта характеристика определяет изменение
тока возбуждения с изменением тока
нагрузки I при постоянном
U и cos
.
Вид этой характеристики также зависит
от рода нагрузки (рис. 3.20).
Кривая 3 (рис. 3.20) соответствует активно-емкостной, кривая 2 – активной и кривая 1 – активно-индуктивной нагрузке.
П
ри
активной и активно-индуктивной нагрузке
ток возбуждения при повышенной нагрузке
приходится увеличивать для компенсации
продольной размагничивающей реакции
якоря.
При активно-емкостной
нагрузке
уменьшается при повышении тока нагрузки
I, так как присутствует
продольно-намагниченная реакция якоря.
3.4.7. Нагрузочная характеристика
Это зависимость
при
,
и
(рис. 3.21,а). Она характеризует изменение
напряжения в зависимости от тока
возбуждения. Наибольшее значение для
практики имеет индукционная нагрузочная
характеристика, которая снимается
при чисто индуктивной нагрузке при
,
.
Индукционная
индукционная нагрузочная характеристика
(и.н.х.) располагается ниже х.х.х (рис.
3.21,а), причем х.х.х. является частным
случаем нагрузочной характеристики
при I=0. Так как
при работе СГ в режиме индукционной
нагрузочной характеристики
,
,
,
то имеет место лишь продольная
размагниченная реакция якоря:
.
Точка А этой
характеристики соответствует
(рассмотренному выше) установившемуся
режиму короткого замыкания (К.З.) с
номинальным током. Отрезок
– это ток возбуждения, соответствующий
номинальному току при коротком замыкании.
Отрезок
представляет собой эквивалентный ток
возбуждения, компенсирующий действие
продольной реакции якоря при коротком
замыкании. Отрезок ОС – ток возбуждения,
соответствующий результирующий ЭДС
при коротком замыкании.
,
.
Треугольник АВС называют реактивным
треугольником. Так как в режиме
индукционной нагрузочной характеристики
при любом напряжении
,
то продольная реакция якоря не изменяется,
и поэтому при любом напряжении и
реактивный треугольник остается
неизменным. Отсюда вытекает следующий
способ построения нагрузочной
характеристики, если заданы х.х.х. и
реактивный треугольник. Реактивный
треугольник следует перемещать
параллельно самому себе так, чтобы точка
В скользила по х.х.х., тогда точка А
опишет нагрузочную характеристику.
Если известны х.х.х. и и.н.х., то можно
построить реактивный треугольник.
Для этого из точки
,
соответствующей номинальному напряжению
откладывается отрезок
.
Из точки
проводим прямую параллельную начальной
части х.х.х. до пересечения с этой
характеристикой в точке
.
Из точки
опускаем перпендикуляр на отрезок
.
В результате получим реактивный
треугольник
.
Индуктивное сопротивление рассеяния
.
Действительная
опытная и.н.х. располагается несколько
ниже, полученной указанным выше способом.
Это объясняется насыщением индуктора.
Если отметить на ней точку
,
соответствующей
,
то аналогично предыдущему можно построить
реактивный треугольник
.
Из этого реактивного треугольника
получим индуктивное сопротивление
Потье
.
Обычно
– для ТГ,
– для ГГ.