Главная

Категории:

ДомЗдоровьеЗоологияИнформатикаИскусствоИскусствоКомпьютерыКулинарияМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОбразованиеПедагогикаПитомцыПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРазноеРелигияСоциологияСпортСтатистикаТранспортФизикаФилософияФинансыХимияХоббиЭкологияЭкономикаЭлектроника






Характеристики СГ холостого хода, нагрузочные, внешние, регулировочные, короткого замыкания.


Ответ: Рабочие свойства синхронного генератора оцениваются его характеристиками, важнейшими из которых являются характеристики: холостого хода, трехфазного короткого за­мыкания, индукционная нагрузочная, внешние и регулиро­вочные. Характеристика холостого хода Е= f(IB) рассмотрена в предыдущей лекции. Характеристика трехфазного короткого замыкания представляет собой зависимость тока якоря при коротком замыкании от тока возбуждения IK= f(IB) при n=const. На рис. 11 представ­лены характеристика короткого замыкания 1 и характеристика холостого хода 2.

Рис. 11. Характеристика трехфазного короткого замыкания.

Из-за относительной малости активного сопротивления га обмотка якоря синхронной машины представляет собой практически чисто индуктивное сопротивление. Поэтому ток короткого замыкания отстает от ЭДС на 90° и создает в машине продольную размагничивающую реакцию якоря. Вследствие этого установившийся ток короткого замыкания в синхронном генераторе получается относительно неболь­шим. Так, при ток IK обычно имеет значение, близ­кое к номинальному. Из-за размагничивающего действия реакции якоря при коротком замыкании машина слабо на­сыщена, и поэтому характеристика IK= f(IB) представляет собой линейную зависимость. Практическое значение этой характеристики состоит в том, что при совместном ее рассмотрении с характери­стикой холостого хода по ним можно определить ненасы­щенное значение xd, МДС реакции якоря и отношение ко­роткого замыкания. Синхронное индуктивное сопротивление по продольной оси xd можно найти, если принять, что при коротком замыкании U=0, ra=0, Iq=0, IK=Id, тогда

Построена векторная диаграмма синхронно­го генератора при трехфазном коротком замыкании. Исходя из (6), получаем Если для произвольного тока IВ(1) по характеристике ко­роткого замыкания определить ток IK(1), а по спрямленной характеристике холостого хода — ЭДС Е0 (см. рис. 11), то по (7) определим ненасыщенное значение xd.

Рис. 12. Векторная диаграмма син­хронного генератора при коротком за­мыкании. Рис. 13. Определение ОКЗ.

Реакцию якоря при токе IK=IHOM можно определить по характеристическому треугольнику (см. рис. 11). Здесь катет ВС представляет собой падение напряжения в индуктивном сопротивлении рассеяния IHOMxσ, а катет АВ равен МДС реакции якоря при токе IK=IHOM. Для явнополюсной машины эта МДС равна Fad, а для неявнополюснойFa. Для токов, отличных от номинального, МДС пере­считывается пропорционально току. Полученные таким путем МДС используются для построения векторных диа­грамм. Отношением короткого замыкания (ОКЗ) называется отношение тока короткого замыкания IK (рис. 13), воз­никающего при МДС возбуждения, соответствующей номинальному напряжению в режиме холостого хода, к номинальному току якоря: ОКЗ характеризует влияние реакции якоря на работу машины. Синхронные машины с малым ОКЗ дают большее из­менение напряжения при нагрузке, являются менее устойчивыми при параллельной работе, но зато такой генератор является более дешевым. Значение ОКЗ обратно пропорционально xd. У гидро­генераторов , а у турбогенераторов . Индукционная нагрузочная характеристика представля­ет собой зависимость U=f(IB) при I=const, n=const, cosφ=0. Она показывает, как изменяется напряжение генератораU с изменением тока возбуждения IB при по­стоянном индуктивном токе нагрузки. Обычно индукцион­ная нагрузочная характеристика снимается при I=IНОM. В качестве нагрузки используется катушка с переменной индуктивностью. Так как катушка обладает определенным; активным сопротивлением, то получить в этом случае cosφ=0 нельзя. Но опыт показывает, что при снятии рас­сматриваемой характеристики достаточно установить cosφ<0,2. На рис. 14 представлена индукционная нагрузочная характеристика (1).

Рис. 14. Индукционная нагрузочная характеристика.

Точка А, соответствующая короткому замыканию, может быть получена из характеристики ко­роткого замыкания по току I, при котором снималась на­грузочная характеристика. На рис. 14 изображена так­же характеристика холостого хода (2). Так как ток I при ra=0 является практически реактивным, то I=Id и ре­акция якоря в этом случае будет продольной размагничи­вающей. Вследствие этого, а также из-за падения напряжения в цепи якоря нагрузочная характеристика будет проходить ниже характеристики хо­лостого хода.

Рис. 15. Векторная диаграмма синхронного генератора при cosφ=0.

На рис. 15 дана векторная диаграмма для явнополюсного генератора при cosφ=0. Нагрузочная характеристика при I=const может быть построена по треугольнику ВСА (рис. 14), по­лученному при токе IK=I. Если тре­угольник ВСА передвигать парал­лельно самому себе так, чтобы вер­шина С скользила по характеристи­ке холостого хода, то точка А опи­шет нагрузочную характеристику (кривая ). В верхней части харак­теристики этот треугольник займет положение B'С'А'. Опытная индук­ционная нагрузочная характеристика в действительности не вполне со­впадает с характеристикой, постро­енной по характеристическому треугольнику, а отклоняется от нее вправо (кривая 1 на рис. 14). Расхождение в опытных и расчетных характеристи­ках происходит из-за неточного учета потока рассеяния обмотки возбуждения при нагрузке, что вызывает повы­шенное насыщение магнитной системы ротора. По опытным характеристикам холостого хода и нагру­зочной с некоторым приближением можно определить сто­роны характеристического треугольника. При U=UHOMпроводится прямая, параллельная оси абсцисс. Из точки А" на этой прямой откладывают отрезок А"О"=АО. Из точки О" проводится прямая, параллельная прямолиней­ной части характеристики холостого хода, до пересечения с характеристикой холостого хода в точке С". Опустив из точки С" перпендикуляр на линию О"А", получим иско­мый треугольник В"С"А". Определив отрезок В"С" в масштабе напряжения, найдем Полученное таким образом сопротивление хр будет не­сколько больше индуктивного сопротивления рассеяния хσ: где меньшие значения коэффициента относятся к неявнополюсным генераторам. Расхождение между этими сопротивлениями объясня­ется несовпадением опытной и расчетной нагрузочных ха­рактеристик. Сопротивление хр называют сопротивлением Потье. Отрезок DD' на рис. 14 соответствует уменьше­нию напряжения из-за размагничивающего действия ре­акции якоря, а отрезок D'A" - из-за падения напряжения в сопротивлении хσ. Внешние характеристики являются основными эксплуа­тационными характеристиками генератора. Они показыва­ют, как изменяется напряжение на выводах генератора U при изменении тока нагрузки I, если IB=const, cosφ=const. На характер внешних характеристик сильное влияние оказывает cosφ. На рис. 16 показаны внешние характеристики при. трех значениях cosφ. Для всех харак­теристик исходной точкой являлась точка, соответствую­щая номинальному напряжению при номинальном токе якоря. Токи возбуждения, полученные при установке исходной точки, в дальнейшем поддерживаются неизменны­ми. Изменение тока I производится нагрузочным резисто­ром, включенным в цепь якоря. При активно-индуктивной нагрузке (φ>0) с уменьше­нием тока I напряжение на выводах машины возрастает, так как уменьшаются влияния размагничивающего дейст­вия продольной реакции якоря и падения напряжения . Чем ниже cosφ, тем сильнее влияние продоль­ной реакции якоря, вследствие чего напряжение при уменьшении тока I будет увеличиваться резче.

Рис. 16. Внешние характерис­тики. Рис. 17. Векторная диаграмма синхронного генератора при cosφ=1.

При cosφ=1 (рис. 17) в машине также будет иметь место продольная размагничивающая реакция якоря (Fad≠0), вследствие ослабления действия которой при уменьшении тока I напряжение U будет увеличиваться, но в меньшей мере, чем при cosφ<1. Если нагрузка активно-емкостная (φ<0), то продольная реакция якоря имеет намагничивающий характер и напря­жение уменьшается при снижении тока I. По внешним характеристикам определяют процентное изменение напряжения: где Е0 - ЭДС холостого хода (I=0). Как видно из рис. 16, при cosφ=1 и cosφ<1 (φ>0) , а при cosφ≠1 (φ<0) . Регулировочные характеристики представляют зависи­мость IB=f(I) при U=const, cosφ=const. Регулировоч­ные характеристики показывают, как нужно изменять ток возбуждения IB для того, чтобы поддерживать неизменным напряжение на выводах генератора при изменении тока нагрузки I. Предполагается, что характер нагрузки и часто­та вращения при этом остаются постоянными. На рис. 18 показаны регулировочные характеристики для трех значений cosφ. При активно-индуктивной (φ>0) и активной (φ=0) нагрузках в машине существует про­дольная размагничивающая реакция якоря, которая при увеличении тока якоря возрастает. Чтобы сохранить по­стоянным напряжение, необходимо при росте нагрузки компенсировать размагничивающее действие продоль­ной реакции якоря за счет увеличения тока возбуждения. Регулировочные характеристики для cosφ<1 (φ>0) и cosφ=1 имеют возрастающий характер. При активно-емкостной нагрузке (φ<0) продольная реакция якоря на­магничивающая и для сохранения потока и ЭДС на нуж­ном уровне ток возбуждения приходится уменьшать. Регу­лировочная характеристика для данного случая будет иметь падающий характер.

Рис. 18. Регулировочные характеристики. Рис. 19. Энергетическая ди­аграмма синхронного генера­тора.


Последнее изменение этой страницы: 2016-06-08

headinsider.info. Все права принадлежат авторам данных материалов.