Главная Движение носителей электрических зарядов




<fi=0 <P>D

\y<P>0


Рис. 13.14

. Рис. 13.15

номинального (рис. 13.14). Относительное изменение напряжения генератора в процентах при переходе от режима холостого хода к режиму ном1шальной нагрузки определяется по формуле

и о - и..о

AU =

-100,

(13.19)

где t/o = £о - напряжение при холостом ходе; [/„ом - напряжение при номинальном токе (/ = /„ом)-

Генераторы чаще всего работают на активно-шщуктивную нагрузку при со8ф = 0,9 - 0,85. При этом изменение напряжения А[/ = 25 -е- 35 %. Для того чтобы при изменении нагрузки поддерживать напряжение генератора постоянтгм, близким к номинальному, необходимо соот-вествующим образом изменять э. д. с. генератора путем воздействия на его ток возбуждения. Для стабилизации напряжения U генератора применяют специальные регуляторы тока возбуждения.

Зависимость тока возбуждения 1 от тока нагрузки /, показывающая, как следует изменять ток возбуждения при изменении нагрузки, чтобы напряжение было постоянным, называется регулировочной характеристикой синхронного генератора. На рис. 13.15 показаны регулировочные характеристики для различного характера нагрузки. Чтобы исключить влияние характера нагрузки и частоты вращения генератора, эти характеристики строят при cos ф = const и и = const.

Как видно из рис. 13.15, для поддержания напряжения генератора неизменным с возрастанием нагрузки при ф = 0 и ф>0 необходимо ток возбуждения увеличивать, а при ф < О - уменьшать.

§ 13.5. Мощность

н электромагнитный (вращающий)

момент синхронной машины

Мощность, получаемая генератором от первичного двигателя, преобразуется в нем в электромагнитную мощность. Баланс мощностей одной фазы генератора описывается уравнением

Ео1 cos \]/ = Ш cos ф + 1\ (13.20)



где EqI cos х]/ - электромагнитная мощность, т. е. мощность, получаемая одной фазой якоря от индуктора электромагнитным путем; 17/cosф - активная мощность, отдаваемая одной фазой генератора в сеть; Рг - потери мощности в одной фазе обмотки якоря. Электромагнитный момент на валу генератора

Р т

М= = -Eo/cosx]/, (13.21)

со ю

где т - число фаз обмотки якоря; Рэ„ - электромагнитная мощность. В синхронных машинах, особенно в машинах большой и средней мощностей, потери мощности в обмотке статора (якоря Драэл = = mPRa) очень малы по сравнению с электрической мощностью Р, отдаваемой генератором (или потребляемой двигателем). Практически величиной Араэл можно пренебречь и считать, что электромагнитная мощность машины Рэм = Р-

Если активная мощность, отдаваемая синхронным генератором,

Р = mL cos ф, (13.22)

то, пренебрегая активными потерями в генераторе и приравнивая его активную мощность к электромагнитной, получим выражение для момента через активную мощность:

М = mUI cos (р/а. (13.23)

Если машина работает в режиме генератора, то развиваемый ею момент противодействует вращению ротора, т. е. будет тормозным. Выражение (13.23) справедливо и для случая работы машины в двигательном режиме, но только в этом случае момент М становится движущим. На рис. 13.16 приведена векторная диаграмма для неявно-полюсной машины, построенная при = 0. Из диаграммы следует, что £о sin 6 = IXcH cos ф, откуда

/ cos ф = £о sin e/Ze„. (13.24)

Итак, активная мощность синхронной неявнополюсной машины

Р = wW cos ф = {mUE(j/X) sin 6. (13.25)

Подставляя (13.25) в (13.23), получим электромагнитный момент для неявнополюсной машины:

м = -sin е = Maxsin е, (13.26)

где Мтах = mUEol{&Xa) - максимальный момент. Следовательно,, согласно (13.25) и (13.26), активная мощность и вращающий момент синхронной неявнополюсной машины пропорциональны синусу угла нагрузки 6. Для неявнополюсной машины зависимость М = /(6) при неизменном токе возбуждения представляет собой синусоиду (рис. 13.17), причем области / соответствуют устойчивому режиму при работе машины в качестве генератора и двигателя П1. Так как мощность Рэм пропорциональна моменту М, аналогичный вид (в другом масшта-





ж. в

Рис. 13.16

бе) будут иметь зависимости Рэм = /(6) и Р =/(6) при ДРаэл = 0. Характеристики М = / (6) и Рз„ = f (6) получили название угловых.

Согласно векторной диаграмме (см. рис. 13.12) машины, угол ф = \]/ - 9 и активная мощность явнополюсной машины

Р = wL cos(\l/-6) = ml/(/sin\l/sin6 + /cos\l/cos6) = ml/(/aSin6 + /,cos6),

(13.27)

где, согласно рис. 13.12, /sin\l/ = /jj, Icos = 1. Из того же рисунка, спроецировав модули векторов Ёо, U, - jida и - jiX на оси, совпадаю-

/„ и 1а, получим Ёо = UcosQ + laX;

(13.28)

t/ sin G = IgXg. Из последних двух выражений находим I, = (£о - UcosQyX,; 1 = UsmQ/X. Подставив полученное выражение (13.28) в (13.27), имеем mUEo

-sin е + mU-

sin 6 cos 6,

Р = -sin 6 н---

sin 26,

X, 2 \Хд X,

где sine cos е = sin 26/2.

Электромагнитный момент явнополюсной машины

1 1

(13.29)

-sine +

2сй \Х.

sin 26.

со оХа itu

Второе слагаемое в (13.30) представляет собой реактивный момент

2ю \Х.

(13.30)

Мр =

sin 26,

(13.31)

который возникает в явнополюсных машинах из-за различной магнитной проводимости по продольной и поперечной осям, т. е. из-за равенства сопротивлений Х и Х, в результате чего ротор стремится располо-



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


0.0107