Магнитные потоки и ЭДС синхронного генератора.

В момент пуска генератора, благодаря остаточной индукции в магнитной системе, появляются слабые ЭДС и токи в рабочей обмотке генератора. Это приводит к появлению ЭДС во вторичных обмотках трансформаторов ТТ и небольшого тока в цепи возбуждения, усиливающего индукцию магнитного поля машины. ЭДС генератора возрастает до тех пор, пока магнитная система машины полностью не возбудится.

Среднее значение ЭДС, наводимое в каждой фазе обмотки статора:

Еср = c∙n∙Φ (9.2)

n – скорость вращения ротора;

Φ – максимальный магнитный поток, возбуждаемый в синхронной машине;

C – постоянный коэффициент, учитывающий конструктивные особенности данной машины.

Напряжение на зажимах генератора:

U = E - I∙z, где

I – ток в обмотке статора (ток нагрузки);

Z – полное сопротивление обмотки (одной фазы).

Для точной подгонки амплитуды ЭДС величину магнитного потока регулируют путём изменения тока в обмотке возбуждения. Синусоидальность ЭДС обеспечивают приданием определённой формы полюсным наконечникам ротора в явнополюсных машинах. В неявнополюсных машинах нужного распределения магнитной индукции добиваются путём особого размещения обмоток возбуждения на поверхности ротора.

В момент пуска генератора, благодаря остаточной индукции в магнитной системе, появляются слабые ЭДС и токи в рабочей обмотке генератора. Это приводит к появлению ЭДС во вторичных обмотках трансформаторов ТТ и небольшого тока в цепи возбуждения, усиливающего индукцию магнитного поля машины. ЭДС генератора возрастает до тех пор, пока магнитная система машины полностью не возбудится.

Уравнение равновесия ЭДС синхронного генератора.

Уравнения ЭДС синхронного генератора

Напряжение на выводах генератора, работающего с нагрузкой, отличается от напряжения этого генератора в режиме холостого хода. Это объясняется влиянием ряда причин, таких как реакция якоря, магнитного потока рассеяния, падение напряжения в активном сопротивлении обмотки статора.

При работе нагруженной синхронной машины в ней действует две МДС: МДС возбуждения Fj и МДС якоря Fa, которые, взаимодействуя, создают результирующий магнитный поток. Однако при учете факторов, влияющих на напряжение синхронного генератора, условно исходят из предположения независимого действия всех намагничивающих сил генератора, т.е. предполагается, что каждая из МДС создает собственный магнитный поток.

Итак, выясним, каковы же влияния МДС, действующих в явно-полюсном синхронном генераторе, на работу последнего.

Намагничивающая сила обмотки возбуждения F/ создает магнитный поток возбуждения Фу, который индуктирует в обмотке статора основную ЭДС генератора Е0.

Продольная составляющая МДС реакции якоря Fad создает ЭДС реакции якоря по продольной оси Ead, величина которой пропорциональна индуктивному сопротивлению реакции якоря по продольной оси xacj. Это сопротивление характеризует степень влияния реакции якоря по продольной оси на работу синхронного генератора.

Поперечная составляющая МДС реакции якоря Faq создает ЭДС реакции якоря по поперечной оси Eaq, величина которой пропорциональна индуктивному сопротивлению реакции якоря по поперечной оси xaq.

Магнитный поток рассеяния обмотки статора индуктирует в обмотке статора ЭДС рассеяния.

5. Ток в обмотке /; создает падение напряжения в активном сопротивлении фазной обмотке статора г}:

Ввиду малой величины активного сопротивления rt активное падение напряжения невелико и даже при номинальном токе статора обычно не превышает 1% от номинального напряжения на выводах генератора.

Векторные диаграммы ЭДС и намагничивающих сил неявнополюсного и явнополюсного синхронного генератора.

Рис. 6.24. Векторная диаграмма синхронной неявнополюсной машины и характеристика холостого хода.

Рис. 6.25. Упрощенные векторные диаграммы и схема замещения синхронной неявнополюсной машины.

Рис. 6.26. Упрощенные векторные диаграммы синхронной явнополюсной машины.