ХАРАКТЕРИСТИКИ СИНХРОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ

Свойства генераторов оцениваются по их характеристикам.

Характеристика холостого хода (Х.Х.Х.) – это зависимость ЭДС

генератора Е0 от тока возбуждения IB при постоянной частоте вращения и

тока якоря равном нулю. Так как ЭДС Е0 пропорциональна значению

магнитного потока, то из-за насыщения магнитной цепи характеристика

холостого хода криволинейная и отклоняется к оси абсцисс от прямой линии

(рисунок 3), т.е. копирует кривую намагничивания.

Рисунок 3 – Характеристика холостого хода синхронного генератора

При наличии остаточного намагничивания полюсов характеристика

может начинаться не из нулевого значения ЭДС.

Номинальное напряжения генератора находится на середине перегиба

характеристики, потому что при меньшем токе возбуждения не полностью

используется магнитная система, а при большем токе возбуждения

происходит незначительное увеличение ЭДС, т.е. экономически

нецелесообразно увеличивать объём обмотки возбуждения и полюсов и

увеличивать размеры электрической машины.

Характеристики короткого замыкания (КЗ) представляют собой

зависимость тока якоря I я = Ik от тока возбуждения IB при разном числе

накоротко замкнутых фаз обмотки якоря. Для уменьшения потерь мощности

в обмотках якоря генераторы проектируют с малым активным

сопротивлением обмотки якоря, которым в режиме короткого замыкания

можно пренебречь. Тогда при КЗ обмотка якоря имеет в основном

индуктивное сопротивление, и ток якоря является индуктивным. Этот ток

создает продольно – размагничивающую МДС реакции якоря, которая

значительно уменьшает результирующий магнитный поток генератора. При

этом магнитная система генератора ненасыщенна, магнитный поток и ЭДС

изменяются пропорционально току возбуждения, и зависимость () k B I = f I

получается прямолинейной. Чем больше накоротко замкнутых фаз, тем

больше необходим ток возбуждения для компенсации продольно

размагничивающей МДС якоря, чтобы обеспечить протекание одного и того

же тока якоря (в частности, номинального). Поэтому характеристики

короткого замыкания имеют разный наклон (рисунок 4).

Рисунок 4 – Характеристики короткого замыкания синхронного

генератора.

Это же проявляется и при несимметричных режимах работы

синхронных генераторов.

Внешние характеристики – это есть зависимости напряжения на

зажимах генератора U от тока нагрузки (якоря) I при постоянных значениях

частоты вращения, тока возбуждения и коэффициента мощности.

Изменение напряжения генератора при увеличении тока нагрузки Iя

зависит от характера нагрузки.

При активной нагрузке (cosj =1) и ее увеличении происходит падение

напряжения на активном сопротивлении обмотки якоря, на индуктивном

сопротивлении рассеяния, обусловленном магнитным потоком рассеяния и

влиянием поперечной МДС реакции якоря. Таким образом, в результате

действия указанных причин напряжение генератора при увеличении тока

нагрузки уменьшается.

При активно индуктивной нагрузке (cosj <1; j >0) индуктивная

составляющая тока якоря создает продольно – размагничивающую

составляющую МДС реакции якоря, которая дополнительно уменьшает

магнитный поток генератора и его ЭДС, и напряжение снижается в большей

мере, чем при чисто активной нагрузке. Внешняя характеристика при этом

сильнее отклоняется к оси абсцисс (рисунок 5).

Рисунок 5 – Внешние характеристики генератора

При активно-емкостной нагрузке продольно – намагничивающая МДС

реакции якоря увеличивает результирующий мощной поток, ЭДС и

напряжение генератора уменьшается в меньшей мере (может даже

увеличиваться).

Регулировочные характеристики определяют закон изменения тока

возбуждения генератора для поддержания постоянного напряжения на его

зажимах при изменении тока нагрузки, т.е. представляют зависимость

I f (I) B =, при U = const, n = const, cosj = const.

Как выше сказано, напряжение генератора изменяется по ряду причин,

поэтому для компенсации этих причин необходимо увеличивать ток

возбуждения, и чем больше причин, снижающих напряжение при увеличении

тока нагрузки (тока якоря), тем в большей мере необходимо увеличивать ток

возбуждения. (Рисунок 6)

Рисунок 6 – Регулировочные характеристики синхронного генератора.

Поиск по сайту: