11.4. Электромагнитный момент и угловая характеристика машины

11.4.1. Мощность, которая передается от индуктора машины к одной фазе якоря, называется электромагнитной мощностью. Как и в тео­рии асинхронных машин, эта мощность

где М— электромагнитный момент синхронной машины.

Электромагнитная мощность отличается от активной мощности ма­шины на величину потерь в обмотке якоря. В машинах средней и боль­шой мощности потери в обмотке якоря по сравнению с активной мощ­ностью незначительны, т. е. можно считать, что

где Р — активная мощностьмашины;

т — количество фаз в обмотке якоря.

В таком случае можно определить электромагнитный момент син­хронной машины

11.4.2. Если машина работает генератором, то электромагнитный мо­мент противодействует вращению ротора, т. е. является тормозящим.

Поле якоря вращается синхронно с ротором. Но между осями полю­сов поля якоря и индуктора есть некоторое угловое смещение. Этот угол называется углом рассогласования, или углом нагрузки. Можно дока­зать, что

где М_тах — амплитуда момента,

θ — угол рассогласования.

11.4.3. Зависимость М =ƒ(θ) называют, угловой характеристикой машины.

Как правило, это синусоида (рис. 11.5), на которой при 0 < θ <π, М> 0 — режим двигателя, при О>θ > π, М < 0 — режим генератора. Устойчивый режим работы генератора от­вечает углу рассогласования а для двигателя

11.5. Векторная диаграмма синхронного генератора

11.5.1. Кроме потока якоря, ток якоря создает также небольшой по­ток рассеяния, который замыкается вокруг обмотки статора и не входит в ротор. Таким образом, в статоре индуцируются три ЭДС:

Ė — от потока возбуждения Ф_воз;

Ė_я — от потока якоря Ф_я;

Ėр —от потока рассеяния Ф_р

ЭДС можно определить так:

где Хя — индуктивное сопротивление якоря, Хр — индуктивное сопротивление рассеяния, где Хс — синхронное сопротивление. 11.5.2. По второму закону Кирхгофа можно записать г де Поэтому уравнение для напряжения на зажимах синхронного генератора имеет вид

Это основное уравнение синхронного генератора. Этому уравнению соответ­ствует схема замещения якоря синхрон­ной машины, приведенная на рис.11.6.

11.5.3. Векторная диаграмма синхрон­ного генератора уравнению генератора в зависимости от вида нагрузки. Порядок по­строения векторной диаграммы может быть такой:

произвольно строится вектор Е;

по виду нагрузки откладывается угол \|/ и строится вектор /_я (на рис. 11.7 приведена диаграмма для активно-индуктивной нагрузки);

по основному уравнению определяется вектор напряжения.