Характеристики синхронного трехфазного генератора

 

Основными характеристиками СГ, определяющими их эксплуатационные свойства, являются: характеристика холостого хода, внешняя и регулировочная характеристики. Характеристики могут быть получены как опытным, так и расчетным путем.

1. Характеристика холостого хода

U ₀ = f (I _в ) при I = 0 и n = n ₀= const

 

 

При холостом ходе ток статора (якоря) I равен нулю. Характеристикой холостого хода синхронной машины (рис.8.29) является зависимость между напряжением U ₀ (ЭДС) якоря и током возбуждения I _в ротора при постоянных частоте сети f и частоте вращения

n= n ₀= const.

При постоянной частоте вращения ротора и отсутствии нагрузки (тока статора) ЭДС зависит только от магнитного потока обмотки возбуждения, а значит только от тока I _вв обмотке возбуждения ротора.

Ток возбуждения I _в, поступающий в цепь ротора от источника постоянного тока, регулируется от нуля до некоторого максимального значения. Это позволяет изменять магнитный поток ротора Ф₀ в широких пределах, т. е. получать различную величину ЭДС(Е ₀) статора, так как она пропорциональна магнитному потоку ротора.

Форма характеристики холостого хода аналогична кривой намагничивания. Характеристика холостого хода позволяет судить о степени насыщения магнитной цепи машины, о величине воздушного зазора, а также определяет величину тока возбуждения, необходимого для получения ЭДС заданной величины.

2. Внешняя характеристика — зависимость (рис.8.30)  напряжения на выходе генератора U от тока нагрузки I при неизменном токе возбуждения I _в, постоянной частоте вращения:

 

U = f (I) при   I _в=const    n= n ₀= const

0

     

 

Различие характеристик обусловлено характером нагрузки (рис.8.30): при индуктивной нагрузке: cosj =0,8  ( j > 0); при активной нагрузке: cosj =1(j = 0);при емкостной нагрузке: cosj = 0,8

(j< 0).Каждая характеристика относится к случаю, когда при изменении тока нагрузки I значение cosj остается постоянным.

Относительное изменение напряжения генератора при номинальном токе I _н равно

Δ %,

где U ₀ – напряжение генератора при холостом ходе (U ₀ = Е ₀); U _н– напряжение при номинальном токе.

При активно-индуктивной нагрузке и cosj =0,8 для разных машин относительное номинальное изменение напряжения D U _н=(15…35)%.

 

3. Регулировочная характеристика — зависимость (рис.8.31)

 тока возбуждения I _в от тока нагрузки I при неизменном напряжении на выходе генератора

 

I _в =f (I)при U= const, n= n ₀= const, f = f _н = const, cosj= const.

 

Изменение напряжения сравнительно велико и доходит до нескольких десятков процентов. Однако напряжение U можно сделать стабильным, если при изменении тока нагрузки I одновременно изменять магнитный поток ротора, регулируя ток I_B   возбуждения машины.

 

         

 

 

Характеристика показывает, как надо изменять ток возбуждения генератора при изменении тока нагрузки, чтобы напряжение на зажимах генератора оставалось постоянным. Приведены регулировочные характеристики для различного характера нагрузок (рис.8.31). Различие обусловлено характером нагрузки генератора.

Относительное изменение тока возбуждения определяется по формуле

 

где I _в0  - ток возбуждения генератора в режиме холостого хода.