Материал: Пиотровский Л.М. Электрические машины учебник

взаимодействии между собой. Но современная теория синхронной машины пользуется рядом параметров, для обоснования которых основную диаграмму э. д. с. нужно перестроить.

35-3. Диаграмма э.д.с. преобразованная

Так как э. д. с. Еа и Ead наводятся потоками Фа9 и Фа<г, которые создаются токами / и Id, то их можно выразить аналогично э. д. с. Е трансформатора ( § 13-3), а именно:

Здесь x-aq и xad — индуктивные сопротив­ ления поперечной и продольной реакции якоря.

Э. д. с. Е0 = CD (рис. 35-1) можно раз­ ложить на две составляющие: Cm = ВМ по направлению э. д. с. ЕПи Dm в перпендпку' лярном направлении. Так как угол CDM = = ф, то, имея в виду только абсолютные значения, можно написать:

Cm = ВМ = Еаsin ф = Ігхс sin ф = Idxa;

mD — Еаcos ф = Ігхаcos ф = I xa.

Следовательно,

AM = AB -}-ВМ = Idxad.-ГIdxa ~

Величины xad -f ха ~ xd и xaq -f ха = xq называются синхрон­ ными индуктивными сопротивлениями машины по продольной и поперечной осям или, короче, продольной и поперечной синхрон­ ными индуктивными сопротивлениями машины.

Для случая емкостной нагрузки преобразованная диаграмма э. д. с. построена на рис. 35-2, б. В данном случае э. д. с. Ed = AM направлена согласно с э. д. с. Еп, тогда как на рис. 35-2, а — встречно относительно нее. Это объясняется тем, что при индуктивной на­ грузке продольная реакция якоря размагничивает генератор, а при емкостной намагничивает его.

405

Обычно сопротивления xd, xq и xg выражаются не в омах, а в от­ носительных единицах или в процентах. Так, например,

35-4. Определение параметров диаграммы э.д.с.

Для определения параметров xd, xq и ха нужно иметь: характе­ ристику холостого хода; характеристику трехфазного короткого замыкания; индуктивную нагрузочную характеристику.

А. Характеристика холостого хода. Характеристика холостого

нике 2 синхронный генератор работает вхолостую.

Современные синхронные генераторы имеют так называемую нор­ мальную характеристику холостого хода, выраженную в относи­ тельных единицах (рис. 35-4). При этом за единицу напряжения принимают номинальное напряжение 77н, а за единицу тока возбу­ ждения — такой ток 7В, который при холостом ходе создает единицу напряжения, т. е. С70# = £/н* = 1.

Машины с нормальной характеристикой имеют достаточное ис­ пользование активной стали и изменение напряжения в пределах норм, в то же время не требуют слишком большой намагничиваю­ щей силы возбуждения.

Б. Характеристика трехфазного короткого замыкания. Характе­ ристика короткого замыкания представляет собой зависимость

4UÖ

/ к = 1J) (7В) при / = const и U — 0. Опыт трехфазного короткого замыкания производится по схеме на рис. 35-5, а. Так как активное сопротивление обмотки якоря относительно очень мало, то замкну­ тая накоротко синхронная машина представляет собой практически чисто индуктивное сопротивление. Поэтому ток короткого замыка­ ния I к отстает от э. д. с. Еп на угол як я/2 (рис. 35-5, б) и, следо­ вательно, создает только продольную размагничивающую реакцию якоря Fad, которой соответствует продольный размагничивающий

поток реакции якоря Фа(і, и создаваемая им э. д. с. Èad — —jiKxad.

Кроме того, существует еще поток рассеяния Фа, и создаваемая

им э. д. с. рассеяния Еа = —]1кха. Следовательно, диаграмма э. д. с. для случая короткого замыкания синхронного генератора приобре­ тает вид, показанный на рис. 35-5, б. Поток Фа(і носит фиктивный характер, так как в одном сердечнике не могут одновременно суще­ ствовать два встречно направленных потока Фп и Фясі. Поток Фст, составляющий примерно 10 ч-15% Фп, считается реально сущест­ вующим. Поэтому магнитная цепь синхронного генератора в режиме короткого замыкания практически не насыщена, и характеристика короткого замыкания имеет вид прямой, проходящей через начало координат (рис. 35-6).

35-5. Определение ненасыщенного значения продольной синхронной индуктивности xd

Из диаграммы э. д. с. на рис. 35-5, б следует, что

407

Для заданного значения тока возбуждения / в э. д. с. Еп опреде­ ляется по характеристике холостого хода, а ток І к — по характери­ стике короткого замыкания (рис. 35-6). Но при коротком замыкании сталь генератора не насыщена, поэтому для определения Еп следует пользоваться либо начальной прямолинейной (ненасыщенной) частью

мой спрямленной частью характеристики холостого хода, представ­ ляющей продолжение участка OD и показанной на рис. 35-6 преры­ вистой линией ОБ. Для тока возбуждения Ів0 = ОК э. д. с. Еп — КВ (а не KG по действительной характеристике холостого хода) и / к = -= КН. Таким образом, xd = ЕППК = КВ/КН.

Значение xd, полученное по спрямленной характеристике холо­ стого хода и характеристике короткого замыкания, называется нена­ сыщенным. Это один из важных параметров синхронной машины. Продольное синхронное сопротивление xd выражается в относитель­ ных единицах или процентах [формулы (35-5а) и (35-56)]. Численные

шение напряжений по спрямленной и действительной характери­

т. е. отношение короткого замыкания выражается отношением тока возбуждения, соответствующего номинальному напряжению при холостом ходе, к току возбуждения, соответствующему номиналь­ ному току якоря при трехфазном коротком замыкании.

Значение ко к з оказывает большое влияние на габариты машины и определяет степень устойчивости параллельной работы синхрон­ ного генератора. Численные значения /с0,Кі3 см. табл. 35-1.

408