Уравнения напряжений синхронного генератора

Напряжение на выводах генератора, работающего с нагрузкой, отличается от напряжения этого генератора в режиме х.х. Это объясняется влиянием ряда причин: реакцией якоря, магнитным потоком рассеяния, падением напряжения в активном сопротивлении обмотки статора.

Как было установлено, при работе нагруженной синхронной машины в ней возникает несколько МДС, которые, взаимодействуя, создают результирующий магнитный поток.

Однако при учете факторов, влияющих на напряжение синхронного генератора, условно исходят из предположения независимого действия всех МДС генератора, т. е. предполагается, что каждая из МДС создает собственный магнитный поток.

Но следует отметить, что такое представление не соответствует физической сущности явлений, так как в одной магнитной системе возникает один лишь магнитный поток — результирующий.

Но в данном случае предположение независимости магнитных потоков дает возможность лучше понять влияние всех факторов на работу синхронной машины.

Итак, выясним, каково же влияние магнитодвижущих сил на работу явнополюсного синхронного генератора.

1. МДС обмотки возбуждения Ff создает магнитный поток возбуждения Ф f, который, сцепляясь с обмоткой статора, наводит в ней основную ЭДС генератора Е f.

2 . МДС реакции якоря по продольной оси Fаd создает магнитный поток Ф_аd, который наводит в обмотке статора ЭДС реакции якоря Eаd [см. (20.22)], значение которой пропорционально индуктивному сопротивлению реакции якоря по продольной оси Xad [см. (20.24)].

Это сопротивление характеризует уровень влияния реакции якоря по продольной оси на работу синхронного генератора.

При насыщенной магнитной системе машины магнитный поток реакции якоря Фаd меньше, чем при ненасыщенной магнитной системе.

Объясняется это тем, что поток Фаd почти полностью проходит по стальным участкам магнитопровода, преодолевая небольшой воздушный зазор, а поэтому при магнитном насыщении сопротивление этому потоку, заметно возрастает. При этом индуктивное сопротивление хаd уменьшается.

3. МДС реакции якоря по поперечной оси Fаq создает магнитный поток Фаq, который наводит в обмотке статора ЭДС Еаq, значение которой пропорционально индуктивному сопротивлению реакции якоря по поперечной оси X aq.

Сопротивление Хaq не зависит от магнитного насыщения машины, так как при явнополюсном роторе поток Фаq проходит в основном по воздуху межполюсного пространства.

4. Магнитный поток рассеяния обмотки статора Ф a s наводит в обмотке статора ЭДС рассеяния Е a s , значение которой пропорционально индуктивному сопротивлению рассеяния фазы обмотки статора Xa s :

 

 

СМ. 3.10. 11.02.07.20.07.09. 23.09.10

 

    Ea s = - j I 1 * Xa s

 

5. Ток в обмотке статора 11 создает активное падение напряжения в активном сопротивлении фазы обмотки статора R1:

 

Ur = I 1* R 1

 

Геометрическая сумма всех перечисленных ЭДС, наведенных в обмотке статора, определяет напряжение на выходе синхронного генератора:

 

Полные векторные диаграммы.

Явнополюсная машина. Напряжение фазы обмотки генератора равно сумме индуктируемых в этой обмотке ЭДС, минус падение напряжения в активном сопротивлении фазы обмотки.

 В связи с этим можно написать уравнение явнополюсного синхронного генератора:

 

U = Ef + Ead + Eaq + Ea s - r1*I

 

 ЭДС реакции якоря и рассеивания можно выразить через соответствующие токи и индуктивные сопротивления:

 

  Ead = - j Xad Id

 Eaq = - j Xaq Iq

 Ea s = - j Xa s I

 

 Этому уравнению соответствует векторная диаграмма на рис 3.3.

Неявнополюсная машина. Для этой машины Xd=Xq. Векторная диаграмма не отличается от предыдущей.

 

 

СМ. 3.11. 05.01.06. 22.02.06.  25.02.2006. 11.02.07.

 

 

Рис. СМ.3.4. Векторная диаграмма явнополюсного СГ при активно-индуктивной нагрузке. Диаграмма Блонделя.

Угол q между Ef < осью d ) и U.

Угол y между Ef С осью d ) и I.

Угол j между U и I. y = q •+• j

 

СМ. 4.1. 20.02.2005. 20.07.09.

 

Тема 3. Синхронные машины.

ЛЕКЦИЯ 4. ( 28.08.10. 22.09.11).

 

Характеристики СГ.

 

 4.1. Характеристики холостого хода. ( ХХХ ).

 Характеристикой холостого хода называют зависимости:

U = f(If) при I1 = 0 и f=fн.

 

 

Рис. СМ. 4.1. Характеристика холостого хода СГ.

 

Очевидно при I1 = 0 U = Ef.

Характеристику зачастую строят в относительных единицах:

 

U* = U / Uн; If* = If / Ifн

 

Характеристики всех генераторов в относительных единицах до If*=1 довольно близки и называются НОРМАЛЬНЫМИ.

Коэффициенты насыщения для турбогенераторов Кm = 1.2, для гидрогенераторов 1.06.

 Нормальная характеристика ХХХ приведена в таблице.

 

                                           Таблица

--------T------------------------------------------------------

 If o.e. ¦ 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50

-----+---------------------------------------------------------

E o. e. ¦ 0.58 1.00 1.21 1.33 1.40 1.46 1.51

---------+-----------------------------------------------------

 

ЭМ.СM. 4.2. 07.03.2001 08.01.06. 20.07.09 23.09.10,

 

⇐ Предыдущая3456789101112Следующая ⇒

Поделиться: