Главная Движение носителей электрических зарядов



Из (13.8) с учетом (13.5) имеем

и = Ё- jiX„, - ir, = Ео + Ёа - jiX.a - /Га, (13.9)

откуда Ёо = - Ёа +]1Х„а + iu, или

Ёо = 17 +]1Х, +j7x,a + ir. = iJ +jiXo„ + ir,, (13.10)

где Za + Xtja =f - полное, или синхрогшое, индуктивное сопротивление машины; Ёа = -ЦХ - з. д. с, наведенная в фазе статора ненасыщенной машины потоком реакция якоря Фа. Активное сопротивление цепи якоря Га невелико по сравнению с сопротивлением Хс, поэтому падением напряжения Ir в активном сопротивлении можно пренебречь, так как оно сравнительно невелико. Тогда уравнение (13.9) принимает вид

Ёо = L/ -bjiXa 4-jlX„a = V +ДХс„. (13.11)

На рис. 13.9 показана векторная диаграмма, построенная согласно уравнениям (13.8) и (13.10) для ненасыщенного неявнополюсного генератора. Магнитный поток рассеяния Фа совпадает по фазе с током якоря, а э. д. с. рассеяния Еа отстает от этого потока и тока на угол тс/2. Основным сопротивлением на пути потока реакции якоря Фа является воздушный зазор, поэтому поток Фа совпадает по фазе с током якоря I и пропорционален ему. Э. д. с. отстает от индуцирующего ее потока Фа на угол jr/2. Угол »[/ есть угол между векторами Ёо и 1, а угол 6 - угол между векторами Ёо и Uo, называемый углом нагрузки. При работе синхронной машины в качестве генератора вектор напряжения U всегда отстает от вектора э. д. с. Ё и 6 считается положительным. С увеличением нагрузки 6 увеличивается.

На рис. 13.10 показана упрощенная векторная диаграмма синхронного неявнополюсного генератора, построенная в соответствии с уравнением (13.11). Эту диаграмму широко используют при качественном анализе работы синхронной машины.


Фа %а i




Векторная диаграмма явнополюсного генератора. Векторную диаграмму синхронной явнополюсной машины (рис. 13.11) можно построить согласно уравнению (13.9), которое с учетом (13.6) принимает вид

17 = £ - ДХ,а - /»а = £о + Ёа, + Ёад -jIX, - 1г,, (13.12)

Если пренебречь сопротивлением г, которое очень мало, то уравнение (13.12) можно переписать:

{7 = Ёо + £а, + Ёад - ДХ,а = £о + £arf + Ёа, + Ё„а, (13.13)

где Ёпа = -jlXcja - э. д. с. рассеяния, индуцируемая в обмотке якоря потоком рассеяния, которую можно представить в виде суммы двух составляющих, ориентированных по продольной и поперечной осям:

Еаа - EcyarJ Е.

-«ааэ

(13.14) (13.15)

Уравнение (13.13) с учетом (13.14) записывается в виде

и = Ёо + Ка + £ад + Ё,а, + Ё,а, = Eq + Ё, + £„ (13.16)

где £<j = £а<г + Ёа,; Eg = Ёа, -г Ё„ад. Заменив в (13.16) з. д. с. соответствующими индуктивными падениями напряжения, получим

1/ = £о - ДА, - ДДа, - jidX.. - ji,x. = Ёо - ДА -ДДв. (13.17)

где = Xarf + Хпа; Хд = -г Ха - полные, ИЛИ синхронные, индуктивные сопротивления обмотки якоря по продольной и поперечной осям.

На рис. 13.12 приведена векторная диаграмма, построенная в соответствии с уравнением (13.17). Если известны векторы напряжения U и тока X а угол \]/ неизвестен, то его можно найти, проведя из конца вектора напряжения U отрезок аЬ, равный IXg и перпендикулярный вектору тока 1, причем точка b будет находиться на векторе Ёо или его продолжении, так как

аЬ cos \]/ = 1Хд cos - /,Хд =





Внеишие характеристивси синхронного генератора. Характеристики V (I), описывающие зависимость напряжения синхронного генератора 17 от тока нагрузки /, называются внешними характеристиками генератора. Согласно (13.11), напряжение на зажимах каждой фазы статора генератора

17 = £о-ДХс„. (13.18)

На рис. 13.13 показаны упрощенные векторные диаграммы синхронного неявнополюсного генератора для активной (а), активно-индуктивной (б) и активно-емкостной (е) нагрузок. Как видно из диаграмм, при активной и активно-индуктивной нагрузках э. д. с. генератора Eq больше напряжения 17 на зажимах каждой из его фаз, а при активно-емкостной нагрузке з. д. с. Eq меньше [7. Таким образом, с ростом нагрузки при активней и активно-индуктивной нагрузках напряжение генератора уменьшается, а при активно-емкостной - увеличивается.

Из векторных диаграмм и уравнения (13.18) следует, что напряжение и зависит от характера нагрузки и от з. д. с. Eq. Последняя же является функцией частоты вращения и тока возбуждения генератора. Чтобы исключить влияние характера нагрузки, частоты вращения ротора и тока возбзждения генератора, построение внешних характеристик производят при cos ф = const, п = const и /в = const.

На рис. 13.14 показаны внешние характеристики синхронного генератора для активной (ф = 0), для активно-индуктивной (ф > О, когда напряжение U опережает ток /) и для активно-емкостной (ф < О, когда напряжение U отстает от тока /) нагрузок. Характеристики построены при /в = const или Ео = const, т. е. каждая кривая соответствует случаю, когда при изменении нагрузки совф остается неизменным.

Для получения напряжения генератора U„om при номинальной нагрузке (/ = /„ом) при постоянном cos ф необходимо устанавливать определенное значение э. д. с. Ео. С изменением cos ф необходимо устанавливать соответственно другие значения э. д. с. Ео. Действительно, если установить такую э. д. с. Ео, чтобы при номинальной нагрузке . (/ = /ком) активно-индуктивного характера получить номинальное напряжение 1/ном, т. е. если нагрузка станет активной и тем более активно-емкостной, то при этой э. д. с. Ео напряжение генератора будет выше





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 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 [81] 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148


0.0264