Главная Машины переменного тока



При уменьшении /в реактивный ток /р оказывает намагничиваю-ш,ее действие, являясь для генератора опережающим током и отстающим относительно напряжения сети. Таким образом, при перевозбуждении генератор работает с отстающим током, а при недовозбуждении с опережающим током. В том и другом случае активная мощность P=mL/cos (я/2) = О (остается неизменной и равной нулю), так как реактивный ток /р не имеет активной составляющей и не вызывает перераспределения активной нагрузки. То же самое будет при изменении возбуждения генератора, работающего с активной нагрузкой.


Рис. 31.10. Векторная диаграмма токов и э. д. с. с генератора, работающего параллельно с сетью при изменении /в

Выясним влияние изменения тока возбуждения на режим работы машины при мощности P = PsM=const, отличной от нуля. Б качестве исходного примем режим, при котором ток якоря неявно-полюсного генератора имеет только активную составляющую, т. е. i-ia (рис. 31.10), сдвиг фаз между От я 1 равен нулю, а со8ф=1; э. д. с. равна Eq, а падение напряжения в обмотке якоря - jtxc-Возбуждение, соответствующее режиму, когда 1=1а, называют нормальным возбуждением.

Так как Рэм=тС/(£о/-с)з1п e = const и С/г = С/с = const, то fo sih В = const и при изменении тока возбуждения концы векторов э. д. с. будут скользить по горизонтальной пунктирной линии, проведенной через конец вектора Ёо. При увеличении тока возбуждения величина э. д. с. и ее фаза должны изменяться таким образом, чтобы £osine=£osine, так как мощность Рвм осталась неизменной. В результате увеличения э. д. с. падение напряжения в обмотке якоря станет равным величине jixc=Eo-От, зная которую можно отложить вектор тока Так как активным сопротивлением обмотки якоря пренебрегаем, то ток / будет отставать от jtxc на угол я/2; так как Р=const, то при С/г=const активная составляю-




щая тока/а также будет постоянной, и ток/ может отличаться от тока i=ia только реактивной составляющей /р. Следовательно, при изменении тока возбуждения конец вектора тока обмотки якоря перемещается по вертикальной пунктирной линии, проведенной через конец вектора тока /а, соответствующего данной величине Р= = Рэм=const. Для другой величины Рэм будут другие пунктирные горизонтальные и вертикальные линии. Ток /р является отстающим по отношению, к генератору и опережающим по отношению

к сети. Уменьшение тока возбуждения, когда э. д. с. генератора становится, например, равной Е", вызовет появление реактивного тока /р", являющегося опережающим по отношению к генератору и отстающим по отношению к сети. Следовательно, изменение тока возбуждения вызовет лишь изменение реактивной составляющей тока в обмотке якоря, т. е. коэффициента мощности генератора.

Зависимость тока в обмйтке якоря от тока возбуждения / = f (/в) при С/с = const и Ра=Рэм = const может быть построена либо на основе векторной диаграммы, либо опытным путем. Кривые для различных величин Pg, приведенные на рис. 31.11, называют U-образными кривыми. Отсюда видно, что для каждой мощности существует такое возбуждение, при котором ток в обмотке якоря будет минимальным и равным активной составляющей тока /=/а, эти точки соответствуют углу ф = 0. Пунктирная линия ф=0 отклоняется вправо, так как при увеличении тока статора увеличиваются поток реакции якоря и поток рассеяния. Для неизменности фазных сдвигов .(ф=0) в машине нужны постоянные магнитные условия. Поэтому для компен-•сации потоков реакции якоря и рассеяния при увеличении нагрузки надо увеличить поток полюсов.

Параллельная работа двух соизмеримых по мощности генераторов и перевод нагрузки. При параллельной работе двух соизмеримых по мощности генераторов токи возбуждения обоих генераторов должны регулироваться одновременно, так, чтобы напряжение оставалось постоянным и потери в якорных обмотках были бы близки к минимальным, т. е. созф отдельных генераторов должен быть равен cos фн нагрузки. Чтобы осуществить перевод нагрузки с одного генератора на другой, нужно одновременно увеличить момент первичного двигателя нагружаемого генератора и уменьшить момент первичного двигателя разгружаемого генератора. Для постоянства cos ф вместе с этим надо увеличить ток возбуждения первого генератора и уменьшить ток возбуждения второго.

Рис. 31.11. U-образньге характеристики при параллельной работе генератора с сетью




§ 31.4. Устойчивость и колебания генератора лри параллельной работе

Статическая устойчивость. Синхронизирующая мощность. Перегрузочная способность. Под статической устойчивостью понимают способность агрегата (первичный двигатель с генератором) самостоятельно восстановить исходный режим работы при небольших отклонениях от состояния равновесия. При работе генератора параллельно с сетью большой мощности напряжение постоянно, и при неизменном токе возбуждения электромагнитная мощность Рэм= = mU{Eolxc)smO зависит только от угла 6. На рис. 31.12 представлена зависимость Рэм=/(Э) для неявнополюсного генератора, которую называют угловой характеристикой. При помощи этой характеристики можно более подробно рассмотреть работу синхронной машины параллельно с сетью, имея в виду ее устойчивость, т. е. способность держаться в синхронизме

Допустим, что генератор работает при номинальной нагрузке Рэм.ном- Если элект- Рис. ромагнитный (тормозной) момент генератора Мэм.ном уравновешивает вращающий момент первичного двигателя М-, то ротор генератора вращается с равно- мерной частотой и угол е = еном- Если вращающий момент М, возрастет на малую величину, а затем спадет до прежней величины, то ротор, получив ускорение, сместится несколико вперед; угол между осями результирующего поля и полюсов при этом сделается равным бномНАЭ, увеличив электромагнитную мощность и тормозной момент генератора. В этом случае возникает избыточный тормозной момент АРэм/£2с, который замедляет вращение ротора, и угол 9 начинает уменьшаться.

Равновесие между Мэм и М\ наступает не сразу. Вследствие инерции вращающихся частей угол 6, уменьшаясь, станет меньше угла бнош при котором моменты равны. В этом случае тормозной момент генератора будет меньше вращающего момента двигателя. Разность между ними АРэм/Qc (избыточный вращающий момент) вызовет ускорение ротора и увеличение угла 6 до величины

Таким образом возникают колебания угла 6 около значения Оном или, что то же, колебания угловой частоты ротора около синхронной угловой частоты Ос. Эти колебания быстро затухают благодаря тормозящему действию токов, возникающих в замкнутых цепях ротора, так как он вращается при колебаниях то быстрее, то медленнее поля.

31.12.

Зависимости от угла е

t8D в

и Рс



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 [40] 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60


0.021