7.5.1. Диаграмма электродвижущих и намагничивающих сил трехфазных синхронных генераторов с неявно выраженными полюсами

В настоящем и последующих разделах векторные диаграммы будем строить для одной фазы трехфазной системы напряжений.

Рис. 7.14

Построим диаграмму трехфазного асинхронного генератора для случая активно-индуктивной нагрузки . Направим вектор напряжения на зажимах генератора по положительной оси ординат (рис. 7.14) и проведем вектор тока отстающим от вектора напряжения на угол .

Проведем вектор ЭДС , созданной магнитным потоком возбуждения . Вектор магнитного потока опережает вектор ЭДС на угол 90 . Сопротивление реакции якоря синхронного генератора с неявно выраженными полюсами по продольной и поперечной оси одинаково и равно .

Реальная ЭДС обмотки статора нагруженного генератора равна разности или .

Выходное напряжение генератора определяется из уравнения

;

,

где – реактивное сопротивление рассеяния;

– активное сопротивление фазной обмотки.

Рис. 7.15

Рис. 7.15 представляет векторную диаграмму напряжений для случая емкостной нагрузки, когда ток опережает напряжение на угол .

Сравнивая диаграммы, мы видим, что при индуктивной нагрузке реакция якоря действует на систему возбуждения размагничивающе. Реальная ЭДС нагруженного генератора меньше ЭДС генератора, работающего в режиме холостого хода. При емкостной нагрузке генератора (см. рис. 7.15) реакция якоря имеет намагничивающее действие. Реальная ЭДС генератора больше ЭДС холостого хода.

7.5.2. Векторная диаграмма эдс трехфазного синхронного генератора с явно выраженными полюсами (диаграмма Блонделя)

В машинах с явно выраженными полюсами намагничивающая сила реакции якоря создает поток реакции якоря, который, в свою очередь, наводит в обмотках ЭДС реакции якоря. В соответствии с методом Блонделя намагничивающая сила реакции якоря должна быть представлена в виде суммы двух составляющих. Продольная и поперечная составляющие зависят от геометрической формы полюсов. С помощью коэффициентов поля реакции якоря и находят продольную и поперечную составляющие реакции, отнесенные к обмотке возбуждения

и .

Рис. 7.16

Эти составляющие реакции якоря и порождают магнитные потоки и , которые наводят ЭДС в обмотке статора. Это разложение по составляющим позволяет построить диаграмму напряжений для машины с явно выраженными полюсами таким же методом, как и для машин с неявно выраженными полюсами.

На рис. 7.16 представлена векторная диаграмма напряжений генератора, нагруженного индуктивной нагрузкой. Диаграмма построена следующим образом.

Разложим ток на поперечную составляющую , которая совпадает по направлению с вектором ЭДС , и продольную составляющую , которая отстает от ЭДС на .

Рис. 7.17

Продольный поток и поперечный поток , порожденные соответствующими токами, создают ЭДС и .

Коэффициенты реакции якоря и не равны между собой. По этой причине вектор реакции якоря опережает ток на угол, который отличается от 90 , тогда как в машинах с неявно выраженными полюсами падение напряжения реакции якоря сдвинуто по отношению к току точно на 90 .

На рис. 7.17 представлена диаграмма напряжений при емкостной нагрузке. Строится эта диаграмма аналогично предыдущей.