4.7 Внешние характеристики синхронного генератора

Зависимость напряжения генератора U от тока нагрузки I_а при неизменном токе возбуждения I_в, угле нагрузки φ и постоянной частоте вращения ротора называют внешней характеристикой генератора.

Из векторной диаграммы синхронной машины (рисунок 4.1) следует

(4.14)

(4.15)

Исключая из этих уравнений напряжение генератора U и учитывая, что найдем трансцендентное уравнение для вычисления угла нагрузки θ

(4.16)

Тогда расчет внешней характеристики синхронного генератора производится в следующем порядке:

4.7.1 Задается значение угла φ=[-45; 0; 45].

4.7.2 Задается диапазон изменения тока нагрузки I_a=[0, I_н/4; I_н/2; 3I_н/4; I_н;].

4.7.3Для каждого значения угла φ и тока нагрузки I_a по формуле (4.16) вычисляется угол нагрузки θ

4.7.4Из формулы (4.14) вычисляется напряжение нагрузки

В

График строиться по приведенным значениям U/U_ном

Тогда U=24,185/14=1,727 В

Расчет для остальных значений аналогичен.

Результаты вычислений заносятся в таблицу 4.4.

Таблица 4.4

φ\Ia	0	Iн/4	Iн/2	3Iн/4	Iн
	Напряжение генератора (E0=E0н)
-45	1,727	1,834	1,939	2,045	2,151
0	1,727	1,669	1,611	1,554	1,496
45	1,727	1,539	1,351	1,164	0,976

Внешние характеристики синхронного генератора для разных видов нагрузки приведены на рисунке 4.3

Рисунок 4.3 Внешние характеристики синхронного генератора.

5. Расчет характеристик машины постоянного тока

5.1 Паспортные данные машин постоянного тока

Номинальные данные машин постоянного тока приведены в таблице 5.1

Возбуждение независимое.

Таблица 4.1

№ вар.	I0, A	Мощ-ность, кВт	Напряже-ние, В	Частота вращения, об/мин			Сопротивление обмотки при 15^оС, Ом				Индук-тивность цепи якоря, мГн
				Номин.	Макс.	Якоря		Добавочних полюсов	Возбуж-дения
4	2,96	4,2	220	1500	4000	0,121		0,077	464	10

5.2.1 Расчет мощности холостого хода

Вт (5.1)

5.2.1Расчет мощности цепи возбуждения

Вт (5.2)

5.2.3 Расчет к.п.д.

Выражение для к.п.д. запишется в виде

, (5.3)

где R_s - активное сопротивление цепи якоря складывается из сопротивления якоря R_я и сопротивления добавочных полюсов R_д

=0,121+0,077=0,198 Ом (5.4)

I_ян – номинальный ток якоря равный

А (5.5)

Подставляя (5.5) в (5.3) получим уравнение для вычисления к.п.д.

(5.6)