Генераторы переменного тока

На судах используются синхронные генераторы, вырабатывающие трехфазный ток.

Характеристики синхронных генераторов

Схема для снятия характеристик синхронного генератора.

1. Х арактеристика холостого хода. То есть – зависимость индуктированной в статоре ЭДС от тока возбуждения.

E₀=f(I_в); при n=n_ном PS. Cosφ = P/S. S=√P²+Q²

Характеристика холостого хода позволяет судить о значении возможного напряжения данного генератора и о магн6итных свойствах генератора. Номинальное значение соответствует изгибу характеристики на графике, а рабочее состояние следует сразу за изгибом. Так как ЭДС зависит от частоты вращения, то при снижении частоты вращения эта характеристика проходит ниже данной.

2. Внешняя характеристика синхронного генератора.

U=E-I_я*Z_я С увеличением тока нагрузки напряжение генератора изменяе5тся по двум причинам:

• В следствии падения напряжения в цепи обмотки якоря.

• В следствии реакции якоря.

Обычно генераторы работают при cosφ = 0.85-0.9 при этом ∆U составляет ≈ 25-30% от U_НОМ

То есть требуется устройство для стабилизации выходного напряжения. (Снижает величину ∆U увеличение воздушного зазора между ротором и статором.)

3. Регулировочная характеристика

Показывают как с изменением нагрузки необходимо менять ток возбуждения, чтобы компенсировать падение напряжения в обмотке якоря и действие реакции якоря.

В течении дня нагрузка меняется: в сторону активной или в сторону индуктивной нагрузки.

При увеличении активной нагрузки необходимо увеличить подачу пару или топлива. А при увеличении индуктивной нагрузки (cosФ уменьшается) необходимо увеличить ток возбуждения.

Система возбуждения синхронных генераторов

На судах для стабилизации напряжения синхронных генераторов применяются различные системы возбуждения и регулирования напряжения.

Системы возбуждения бывают:

1. С независимым возбуждением

2. С самовозбуждением

3. Со смешанным возбуждением

Независимое возбуждение осуществляется при помощи возбудителя – генератора постоянного тока небольшой мощности

Обмотка возбуждения генератора параллельна обмотке возбудителя. Задача изменять ток возбуждения, регулируя сопротивления реостата.

П ри увеличении R ток возбуждения увеличивается.

Этот способ применяется не очень часто, так как использование генераторов постоянного тока снижают надежность и нагромождают конструкцию.

Регуляторный орган у дизелей – топливная рейка, у турбин – впускной клапан. Основная характеристика ПД – регуляторная характеристика. То есть зависимость частоты вращения двигателя от мощности генератора. С увеличением мощности двигателя частота его вращения уменьшается. Регуляторные характеристики не линейные, ибо имеют некоторую степень нечувствительности к изменению нагрузки. Внешняя характеристика генератора: зависимость напряжения на зажимах генератора от тока нагрузки. С увеличением тока нагрузки напряжение генератора изменяется по причинам: В следствии падения напряжения в цепи обмотки якоря, в следствии реакции якоря. Характеристика хх: Зависимость индуцированной ЭДС в статоре от тока возбуждения. Характеристика хх позволяет говорить о назначении возможного направления и о магнитных свойствах генератора.