Главная | Обратная связь

Синхронного генератора

 

Рисунок 8.9 – Векторные диаграммы неявнополюсного (а) и явнополюсного (б) генераторов

При исследовании параллельной работы СГ с сетью, т.е. с другими синхронными машинами, удобно ее электромагнитную мощность выражать через напряжение сети , ЭДС обмотки статора Е₀ и угол, Ө между векторами и , определяемый угловым положением ротора по отношению к оси результирующего магнитного поля. Эти величины полностью определяют электромагнитную мощность и при = const, f = const (бесконечно мощная сеть) и =const (постоянное возбуждение) мощность зависит только от угла Ө. Связь этих величин устанавливается угловой характеристикой.

Таким образом, угловой характеристикой синхронной машины называется зависимость активной электромагнитной мощности от угла Ө при постоянных значениях , и f. Угловая характеристика всегда строится для строго определенного значения тока возбуждения .

 

Аналитическое выражение угловой характеристики неявнополюсной M может быть получено путем несложных преобразований из соотношения

 

(8.10)

 

где Ψ – угол между векторами и ; φ – между векторами и .

Из векторной диаграммы, построенной без учета активного соп­ротивления обмотки статора, (рисунок 8.9,a) следует, что

. (8.11)

 

Подставляя значение и в выражение (8.10), получаем

(8.12)

Рисунок 8.10 – Угловая характеристика неявнополюсного синхронного генератора

При постоянных значениях и угол Ө определяет активную мощность машины и поэтому называется углом нагрузки.

На рисунке 8.10, в соответствии с выражением (8.12) построена угловая характеристика

Электромагнитный момент СМ определяется из соотношения

 

 

, (8.13)

 

поэтому угловая характеристика в другом масштабе является и характеристикой электромагнитного момента в зависимости от угла Ө.

Из соотношения (8.12) и рисунка 8.10 следует, что для неявнополюсного синхронного генератора максимум электромагнитной мощности и электромагнитного момента достигаются при Ө = 90°и соответственно равны

(8.14)

(8.15)

Таким образом, предельная мощность генератора зависит от , и . Напряжение генератора определяется режимом работы сети и сохраняется, как правило, постоянным. ЭДС при данном режиме работы определяется напряжением и параметрами машины, однако при сравнительно большом изменении параметров ЭДС изменяется не столь значительно. Поэтому максимальная мощность, а значит и перегрузочная способность синхронной машины тем больше, чем меньше индуктивное сопротивление или чем больше ОКЗ.

(8.16)

Мощность , развиваемая приводным двигателем, не зависит от угла Ө, а определяется количеством сгораемого топлива. На рисунке 8.10, эта мощность показана прямой горизонтальной линией. При установившемся режиме работы номинальная электромагнитная мощность генератора Р_эмн равна мощности приводного двигателя (точка А на рисунке 8.10). Отношение

(8.17)

называется перегрузочной способностью синхронной машины или статической перегружаемостью.

Для неявнополюсных машин

, (8.18)

где θн- значение угла θ при номинальном режиме работы.

 

Обычно для турбогенераторов θн≈25…30°, поэтому .