- •4 Раздел
- •Глава 19
- •§ 19.1. Возбуждение синхронных машин
- •§ 19.2. Типы синхронных машин и их устройство
- •§ 19.3. Охлаждение крупных синхронных машин
- •Глава 20
- •§ 20.1. Магнитная цепь синхронной машины
- •§ 20.2. Магнитное поле синхронной машины
- •§ 20.3. Реакция якоря синхронной машины
- •§ 20.4. Уравнения напряжений синхронного генератора
- •§ 20.5. Векторные диаграммы синхронного генератора
- •§ 20.6. Характеристики синхронного генератора
- •§ 20.7. Практическая диаграмма эдс синхронного генератора
- •§ 20.8. Потери и кпд синхронных машин
§ 20.7. Практическая диаграмма эдс синхронного генератора
Изменение напряжения синхронного генератора ΔUном при сбросе номинальной нагрузки можно определить графически - построением практической диаграммы ЭДС. Предположим, что синхронный генератор работал в режиме номинальной нагрузки, а затем нагрузка была полностью сброшена, но частота вращения и ток возбуждения при этом остались неизменными. Напряжение генератора после сброса нагрузки возросло на ΔUном. Для определения этого значения проделаем следующее (рис. 20.13): в одних осях координат
Рис. 20.13. Практическая диаграмма ЭДС
построим характеристики холостого хода и короткого замыкания. Затем на оси ординат построим вектор ОA = и под углом φ1 к вектору ОА проведем вектор тока . Прибавив к векторуU1ном векторы падения напряжения и , найдем ЭДС нагруженного генератора:
(20.36)
Перенося точку В на характеристику х.х. (точка С), проведем ординату CD. Полученный на оси абсцисс отрезок OD определяет ток возбуждения I/в, необходимый для создания ЭДС нагруженного генератора Ен.г.. Но при работе генератора без нагрузки его ЭДС Е0 больше, чем ЭДС Ен.г., на значение ЭДС продольной реакции якоря Е1d, т.е. .
Для учета определим ток возбуждения, соответствующий продольно-размагничивающему действию реакции якоря. Проделав необходимые построения, определяем=LG (рис.20.13). Затем из точки D под углом φ/1 = φ1 + γ к CD проводим вектор DM = . Из центра О радиусом ОМ опишем дугу до пересечения с осью абсцисс в точкеN. Тогда ON = - ток возбуждения, соответствующий ЭДС = NP. Проведя из точки А параллельно оси абсцисс линию AR, получим
ΔUном =
Рис. 20.14. Определение ΔUном
Пример 20.2. Построить практическую диаграмму ЭДС для трехфазного синхронного генератора и определить повышение напряжения при сбросе нагрузки. Генератор имеет следующие данные: Рном = 500 кВт; Uном = 230 В; cos φ1 = 0,8; х1 = 0,04 Ом; r1 = 0,0015 Ом; ОКЗ — 1,4; характеристика х.х. нормальная (см. § 20.6), обмотка статора соединена звездой.
Решение. Для построения характеристики к.з. определим относительный ток возбуждения Iв.к.ном* соответствующий номинальному току нагрузки. Из (20.34) получим Iв.к.ном/ Iв0ном =
= 1/ ОКЗ = 1/ 1,14 = 0,715
Номинальный ток генератора
I1ном == 905А.
Активное падение напряжения
I1ном r1 = 9050,0015 = 1,36 В
Индуктивное падение напряжения
I1ном j x1 = 905j0,04 = j36,2В
Выразим полученные величины в относительных единицах:
I1ном r1/ U1ном = 1,36/ 230 = 0,0059; I1ном j x1/ U1ном =36,2/ 230 = j0,157
Так как индуктивное падение напряжения в 0,157/ 0,0059 = 26 раз больше активного, то активным падением напряжения можно пренебречь. Между напряжением и токомугол сдвига фаз составляет φ1 =arccos 0,8 =37°.
Произведя построения в изложенном выше порядке, получим практическую диаграмму ЭДС (рис. 20.14), из которой определяем величину повышения напряжения при сбросе нагрузки:
ΔUном = = 28%
Все построения на диаграмме (рис. 20.14) выполнены в относительных единицах.