Построение векторной диаграммы СМ с учетом насыщения

 

Рассмотренные выше векторные диаграммысправедливы для любого установившегося режима, если при их построении использовать х_ad, х_aq, х_d, х_q, соответствующие реальному насыщению магнитной цепи в рассматриваемом режиме. Представляет интерес построение векторной диаграммы с учетом конкретного насыщения магнитной цепи в заданном режиме, что позволяет определить МДС возбуждения в этом режиме.

 

а) Неявнополюсная СМ

При построении векторной диаграммыс учетом насыщения в данном случае удобно использовать диаграмму Потье (рис. 3.13). При этом должно быть задано . Кроме того, предполагается заданной характеристика холостого хода (х.х.х).

По данным величинам строится вектор результирующей ЭДС , соответствующей результирующему потоку воздушного зазора, то есть . ЭДС определяет реальное насыщение магнитной цепи в заданном режиме. По этой величине на характеристике холостого хода (рис. 3.13,б, кривая 2) определяется рабочая точка и соответствующая ей результирующая МДС , (). Но известно, что _, где – МДС обмотки возбуждения (ОВ), а - МДС реакции якоря, приведенная к обмотке возбуждения. Отсюда . Представим это уравнение графически (см. рис. 3.13,а), учитывая, что опережает на 90^о. В результате построения получаем диаграмму Потье (рис. 3.13), представляющую собой совмещение диаграмм МДС и ЭДС.

Зная вектор по величине и направлению, можно определить направление вектора . Величина вектора определяется точкой пересечения продолжения вектора с вектором (точка В). Далее легко доказать, что величина насыщенного значения Е соответствует отрезку . С этой целью следует построить спрямленную насыщенную характеристику 1, проведя ее через точки О и . Непосредственно из векторной диаграммы (рис. 3.13,а) следует, что

.

С другой стороны согласно (рис. 3.13,б)

,

т. е. . Прямая 3 – касательная к начальному участку характеристике холостого хода, представляет собой ненасыщенную спрямленную характеристику холостого хода. По ней можно определить ненасыщенные значения ЭДС возбуждения и значения и (результирующие ЭДС).

; , где .

, следовательно, .

 

б) Явнополюсная СМ

При этом должно быть заданы , коэффициент насыщения по поперечной оси . Кроме того, предполагается заданной характеристика холостого хода (х.х.х.).

На первом этапе строится вектор результирующей ЭДС (рис. 3.14). Будем считать, что определяет насыщение магнитной цепи в рассматриваемом режиме. Прямая – насыщенная спрямленная характеристика для этого режима. Далее следует определить величину .

.

Отношение можно определить по ненасыщенной характеристике холостого хода (рис. 3.14, прямая 3). При этом учитывается, что соответствующая приведенная МДС якоря равна . На продолжении вектора зафиксируем точку Q, лежащую на направлении вектора . С этой целью на указанном продолжении () откладывается отрезок . Зная направление можно определить , а также , определяющую точное насыщение машины по продольной оси. При этом так же определяется вектор по величине и направлению. Далее следует определить величину вектора и величину насыщенного значения ЭДС . Это осуществляется следующим способом

,

 

Ненасыщенное значение индуктивного сопротивления по продольной оси можно определить расчетным путем, как это делалось выше.

. Отложив вектор определяют вектор .

 

Характеристики синхронного генератора

 

Общие замечания

Основными характеристиками СГ являются: характеристика холостого хода (х.х.х.), характеристика короткого замыкания (х.к.з.), внешняя, регулировочная, индукционная–нагрузочная характеристики.

Эти характеристики можно построить по расчетным данным с использованием векторных диаграмм, а также построить и по опытным данным. Изобразим одну из опытных схем для снятия характеристик с СГ

(рис. 3.15). Нагрузка СГ осуществляется с помощью регулирования сопротивлений , представляющих собой параллельное соединение трехфазного реостата и трехфазной индукционной катушки. Активная мощность СГ изменяется с помощью первичного двигателя.