3.1.Определение тока якоря
Обозначив
и используя соотношение
(С-7)
можно найти активный ток якоря как
; (С-8)
В случае расчетов без использования ЭВМ допускается использовать приближенное выражение
(С-9)
3.2. Определение результирующей э.Д.С. И м.Д.С.
Для результирующей э.д.с. в соответствии с диаграммой рис. С-1 имеем
(С-11)
При расчетах без использования ЭВМ допускается приближенное выражение
(С-11)
Разумеется,
что в выражения (10) или (11) следует
подставить
,
т.е. учитывать опережающий характер
тока якоря.
Для определения результирующей М.Д.С. используется «характеристика холостого хода» синхронной машины (рис.С-2)
Эта зависимость достаточно точно апроксимируется выражением
(С-12),
которое следует использовать для точного определения Э.Д.С. по М.Д.С. (или наоборот).
3.3 Определение составляющих м.Д.С. Якоря
Из векторной диаграммы рис. С-1 следует, что
(C-13)
При невозможности использования ЭВМ допускается полагать
0
Тогда угол выбега ротора в соответствии с диаграммой может быть найден как
(с-14)
Приближенное выражение для :
(С-15)
допускается при расчетах без использования ЭВМ.
Составляющие тока якоря ( по осям) определяются как
(С-16)
Необходимо
помнить, что в выражениях (с-13)….(С-17)
составляющая тока якоря
подставляется
отрицательной; углы
и также являются
отрицательными.
3.4. Определение тока возбуждения
Из диаграммы рис. С-1 следует, что
(С-18)
Здесь в
соответствии с (С-16)
является
также отрицательным.
4. Варианты исполнения сд критерия оптимальности
Математическая модель СД (6) позволяет, таким образом, при выбранном значении Рвн (с учетом разновидности исполнения, т.е. н и cos н) определить основные величины, описывающие рабочий режим (для любой мощности на валу Рвт до Рвм):
величину тока якоря ;
величину тока возбуждения
;суммарную мощность потерь энергии ( с учетом потерь на возбуждение)
(С-19)
Разумеется, что определение всех этих (и вспомогательных) величин возможно, если заданы параметры СД:
значение сопротивлений и
;величина мощности потерь
и
(для іb=іb0);коэффициент приведения м.д.с. якоря кd; кaq.
Данные о параметрах десяти вариантов СД, имеющихся в распоряжении проектанта, приведены в таблице С-2.
Считается, что все варианты имеют равную стоимость (независимо от разновидности, т.е. значений н и cos н) и одинаковые характеристики холостого хода (типа С-17), а также
каd=0,9 и каq=0,6
Отличие вариантов состоит прежде всего в величине предельного допустимого тока возбуждения ibmax. Обращаясь к кривой рис. С-2, можно заметить, старшие варианты (позволяющие большее перевозбуждение) обладают меньшей степенью насыщения стали (поэтому у них меньше рассеяние полей), но при этом имеют большие значения сопротивления якоря.
(С-20)
В качестве показателей оптимальности варианта СД следует использовать величину суммарных потерь энергии
(С-21)
Так как по условию проекта мощность на валу СД изменяется случайно и может равновероятно принимать значения Рb :
;
то критерием оптимальности СД можно считать среднее значение суммарной мощности потерь энергии
Таким образом, оптимальным вариантом СД данной номинальной мощности Рвн и разновидности (по значениям н и cos н), следует считать тот , для которого выполняются условия:
(С-23)