- •Электромеханика
- •§ 20.4. Уравнения напряжений синхронного генератора
- •§ 20.5. Векторные диаграммы синхронного генератора
- •§ 3.1. Трехобмоточные трансформаторы
- •Глава 1 • Рабочий процесс трансформатора
- •§ 1.1. Назначение и области применения трансформаторов
- •§ 1.2. Принцип действия трансформаторов
- •§1.3. Устройство трансформаторов
- •Параллельная работа синхронных генераторов.
- •§ 21.1. Включение генераторов на параллельную работу.
- •§ 1.11. Опытное определение параметров схемы замещения трансформаторов
- •§ 20.6. Характеристики синхронного генератора
- •Уравнения напряжений трансформатора
- •Уравнения магнитодвижущих сил и токов
- •§ 14.4. Круговая диаграмма асинхронного двигателя
- •§ 6.2. Принцип действия асинхронного двигателя
- •Глава 24
- •§ 24.1. Принцип действия генератора и двигателя постоянного тока
- •§ 24.2. Устройство коллекторной машины постоянного тока
- •§ 28.1. Основные понятия
- •§ 21.4. Колебания синхронных генераторов
- •§ 1.2. Принцип действия трансформаторов
- •§ 19.2. Типы синхронных машин и их устройство
- •§ 15.4. Регулирование частоты вращения асинхронных двигателей Частота вращения ротора асинхронного двигателя
- •§ 1.6. Приведение параметров вторичной обмотки и схема замещения приведенного трансформатора
- •§ 29.4. Регулирование частоты вращения двигателей параллельного возбуждения
- •§ 24.1. Принцип действия генератора и двигателя постоянного тока
- •§ 23.1. Синхронные машины с постоянными магнитами
- •§ 23.2. Синхронные реактивные двигатели
- •§ 23.3. Гистерезисные двигатели
- •§ 23.4. Шаговые двигатели
- •§ 23.5. Синхронный генератор с когтеобразными полюсами и электромагнитным возбуждением
- •§ 23.6. Индукторные синхронные машины
- •§ 10.1. Режим работы асинхронной машины
- •§ 6.1. Принцип действия синхронного генератора
- •Эта формула показывает, что при неизменной частоте вращения ротора форма кривой
- •§ 1.15. Регулирование напряжения трансформаторов
- •§ 1.6. Приведение параметров вторичной обмотки и схема замещения приведенного трансформатора
- •§ 1.14. Потери и кпд трансформатора
- •§ 19.1. Возбуждение синхронных машин
- •§ 2.2. Параллельная работа трансформаторов
- •§ 20.8. Потери и кпд синхронных машин
- •§ 3.2. Автотрансформаторы
- •Частота вращения ротора асинхронного двигателя
- •§ 1.13. Внешняя характеристика трансформатора
- •§ 1.7. Векторная диаграмма трансформатора
- •§ 5.2. Трансформаторы для выпрямительных установок
- •§ 5.3. Трансформаторы для автоматических устройств
- •§ 5.4. Трансформаторы для дуговой электросварки
Электромеханика
Векторные диаграммы явнополюсных и неявнополюсных синхронных генераторов.
§ 20.4. Уравнения напряжений синхронного генератора
Напряжение на выводах генератора, работающего с нагрузкой, отличается от напряжения этого генератора в режиме х.х. Это объясняется влиянием ряда причин: реакцией якоря, магнитным потоком рассеяния, падением напряжения в активном сопротивлении обмотки статора.
Как было установлено, при работе нагруженной синхронной машины в ней возникает несколько МДС, которые, взаимодействуя, создают результирующий магнитный поток. Однако при учете факторов, влияющих на напряжение синхронного генератора, условно исходят из предположения независимого действия всех МДС генератора, т. е. предполагается, что каждая из МДС создает собственный магнитный поток.
Но следует отметить, что такое представление не соответствует физической сущности явлений, так как в одной магнитной системе возникает один лишь магнитный поток - результирующий. Но в данном случае предположение независимости магнитных потоков дает возможность лучше понять влияние всех факторов на работу синхронной машины.
Итак выясним, каково же влияние магнитодвижущих сил на работу явнополюсного синхронного генератора.
1. МДС обмотки возбуждения Fв0, создает магнитный поток возбуждения Ф0, который, сцепляясь с обмоткой статора, наводит в ней основную ЭДС генератора Е0.
2. МДС реакции якоря по продольной оси F1dсоздает магнитный поток Ф1d, который наводит в обмотке статора ЭДС реакции якоря E1d[см. (20.22)], значение которой пропорционально индуктивному сопротивлению реакции якоря по продольной оси хad[см. (20.24)]. Это сопротивление характеризует уровень влияния реакции якоря по продольной оси на работу синхронного генератора. Так, при насыщенной магнитной системе машины магнитный поток реакции якоря Ф1d меньше, чем при ненасыщенной магнитной системе. Объясняется это тем, что поток Ф1dпочти полностью проходит по стальным участкам магнитопровода, преодолевая небольшой воздушный зазор (см. рис. 20.3, а), а поэтому при магнитном насыщении сопротивление этому потоку заметно возрастает. При этом индуктивное сопротивление x1dуменьшается.
3. МДС реакции якоря по поперечной оси F1qсоздает магнитный поток Ф1q, который наводит в обмотке статора ЭДС Е1q[см. (20.23)], значение которой пропорционально индуктивному сопротивлению реакции якоря по поперечной оси xaq[см. (20.25)]. Сопротивление хaqне зависит от магнитного насыщения машины, так как при явнополюсном роторе поток Ф1qпроходит в основном по воздуху межполюсного пространства (см. рис. 20.3, б).
4. Магнитный поток рассеяния обмотки статора Фσ1 (см. рис. 11.4) наводит в обмотке статора ЭДС рассеяния Еσ1, значение которой пропорционально индуктивному сопротивлению рассеяния фазы обмотки статора х1 :
= - j x1 . (20.26)
5. Ток в обмотке статора I1 создает активное падение напряжения в активном сопротивлении фазы обмотки статора r1:
= r1 (20.27)
Геометрическая сумма всех перечисленных ЭДС, наведенных в обмотке статора,
определяет напряжение на выходе синхронного генератора:
= . (20-28)
Здесь — геометрическая сумма всех ЭДС, наведенных в обмотке статора результирующим магнитным полем машины, образованным совместным действием всех МДС (Fв.0, F1d, F1q) и потоком рассеяния статора Фσ1.
Активное сопротивление фазы обмотки статора r1у синхронных машин средней и большой мощности невелико, и поэтому даже при номинальной нагрузке падение напряжения I1r1составляет настолько малую величину, что с некоторым допущением можно принятьI1r1 = 0. Тогда уравнение (20.28) можно записать в виде
(20.29)
Выражения (20.28) и (20.29) представляют собой уравнения напряжений явнополюсного синхронного генератора.
В неявнополюсных синхронных генераторах реакция якоря характеризуется полной МДС статора F1без разделения ее по осям, так как в этих машинах магнитные сопротивления по продольной и поперечной осям одинаковы. Поэтому ЭДС статора в неявнополюсных машинах Е1, равная индуктивному падению напряжения в обмотке статора, пропорциональна индуктивному сопротивлению реакции якоря ха[см. (20.19)], т. е.
(20.30)
Поток реакции якоря Ф1 и поток рассеяния статора Фσ1создаются одним током I1 [сравните (20.26) и (20.30)], поэтому индуктивные сопротивления хаи х1 можно рассматривать как суммарное индуктивное сопротивление
хс = ха + х1,
представляющее собой синхронное сопротивление неявнополюсной машины. С учетом этого ЭДС реакции якоря Е1и ЭДС рассеянияЕσ1следует рассматривать также как сумму
(20.31)
представляющую собой синхронную ЭДС неявнополюсной машины. С учетом изложенного уравнение напряжений неявнополюсного синхронного генератора имеет вид
(20.32)
или
(20.33)