Файл: Пиотровский Л.М. Электрические машины учебник.pdf

35-7. Определение насыщенного значения xd. Нагрузочная индуктивная характеристика

При нагрузке сталь машины насыщена и, следовательно, ее маг­ нитная проницаемость меньше, чем при коротком замыкании. Поэтому насыщенное значение сопротивления xd при нагрузке меньше, чем ненасыщенное значение его, полученное из опыта короткого замы­ кания. При этом э^ненас — const (рис. 35-6), тогда как xdKac — пере­ менная величина, зависящая от степени насыщения стали.

на другую синхронную машину подходящей мощности, используе­ мую как индуктивная катушка. На нагрузочной характеристике

по характеристике холостого хода и определяется отрезком AB. Для этого случая на рис. 35-7, б построена диаграмма э. д. с., где

Значение xd, полученное по формуле (35-9), соответствует насы­ щенной машине. Определив ряд значений xd для разных значений токов / в, можно построить зависимость xd = ф (7В), показанную ли­ нией 3 на рис. 35-7,а, и использовать ее для определения AU.

409

35-8. Определение значения поперечной синхронной индуктивности xq

В слабонасыщенных неявнополюсных машинах с одинаковым за­ зором но всей окружности статора магнитные сопротивления по про­

В слабонасыщенных явнополюсных машинах поток Фа? попереч­ ной реакции якоря встречает на своем пути большее сопротивление,

Это можно сделать с помощью так называемого характеристического треугольника, для построения которого нужно иметь: характери­ стику холостого хода 1 на рис. 35-9, характеристику трехфазного

угольник можно построить следующим образом. По характеристике короткого замыкания находят ток возбуждения Івк = ОА, соответ ствующий току / к = / н (рис. 35-9). Ток / вк состоит из тока / Ва, необходимого для уравновешивания продольно-размагничивающей реакции якоря, создаваемой током / к = / н, и тока Іва, необходимого для создания э. д. с. Еа = Інха (без учета активного сопротивления обмотки якоря). Если в принятом для напряжения масштаба FD = Еа,

410

то по характеристике холостого хода / вст = OD\ тогда AD = h a. Треугольник ADF со сторонами AD = ІВа и FD = Еа есть искомый характеристический треугольник.

Так как сопротивление ха обычно неизвестно, то для его опре­ деления пользуются нагрузочной индуктивной характеристикой. При снятии этой характеристики в генераторе имеется, так же как и при коротком замыкании, практически только прододьно-размаг- ничивающая реакция якоря.

Поэтому при одинаковом в обоих случаях токах / 3 = /„ харак­ теристические треугольники будут также одинаковые. Точка А является первой точкой индуктивной характеристики. Чтобы полу­ чить всю эту характеристику (линию 3), нужно перемещать харак­ теристический треугольник параллельно самому себе так, чтобы вер­ шина F все время оставалась на характеристике холостого хода.

Отсюда вытекает способ построения характеристического тре­ угольника и определения сопротивления ха. На линии 3 берут точку А, соответствующую номинальному напряжению, и проводят через нее прямую, параллельную оси абсцисс. По характеристике короткого замыкания определяют отрезок ОА для тока / к = / н- Откладывают влево от точки А1 отрезок А10 1 = АО и проводят через точку прямую, параллельную начальной части характеристики холостого хода, до пересечения с этой характеристикой в точке Fx.

35-10. Упрощенная диаграмма э.д.с. Синхронное индуктивное сопротивление

Упрощенная диаграмма э. д. с. является частным случаем основ­ ной диаграммы э. д. с. Для неявнополюсного ненасыщенного гене­ ратора, как это указано в § 36-8, xd — х ,

поэтому нет надобности рассматривать каж­ дый из этих параметров, а можно ввести синхронное индуктивное сопротивление Ясх = xd = xq. Тогда

Ed= Id?d = 1Л х sin ф иEq = I qxq= Iprcx cos ф.

На рис. 35-10 векторы Ëq = DM и Ed==МА построены обычным образом. Они представ­ ляют собой катеты прямоугольного треу­ гольника AMD, гипотенуза которого AD = = Іххсх. Так как угол ADM = ф, то век­

производится следующим путем. Под углом ср к вектору тока / 3 строят вектор напряжения OD — U, затем перпендикулярно к век-

411

тору тока / х проводят из точки D вектор DA — І ххсх. Тогда

Если хсх определяется по начальной или спрямленной части характеристики холостого хода и по характеристике короткого замы­ кания (рис. 35-6), то упрощенная диаграмма э. д. с. справедлива только для ненасыщенных генераторов неявнополюсного типа. Если же генератор насыщен или явнополюсный, то проводимости по про­ дольной и поперечной осям уменьшаются, вследствие чего действи­ тельное значения хсх меньше его ненасыщенного значения. Чтобы повысить точность данной диаграммы при определении изменения напряжения AU; можно для построения взять насыщенное значение хсх, определяемое по характеристике холостого хода и нагрузочной индуктивной характеристике (рис. 35-7), для точки U — Uu на нагрузочной характеристике. Опыт показывает, что в этом случае диаграмма дает вполне удовлетворительные результаты.

сительных единицах для синхронных машин, выполненных в СССР

на заводе «Электросила». Цифра над чертой дроби представляет собой среднее значение, цифры под ней — пределы, в которых находится данный параметр. Однако следует заметить, что, в связи с вопросом об устойчивости работы электросистем при передаче энергии на большие расстояния, приходится проектировать машины с гораздо

35-12. Практическая диаграмма э.д.с.

Практическая диаграмма э. д. с. часто используется на электро­ машиностроительных заводах. Ее основное отличие от ранее приве­ денных диаграмм состоит в том, что в ней берутся не фиктивные

412

индуктивные сопротивления, эквивалентные действию реакции якоря, а непосредственно намагничивающая сила якоря Fa, что делает возможным учет изменяющегося насыщения стали, Но при этом намагничивающую силу Fa не разлагают на продольную и попереч­ ную составляющие и, следовательно, не учитывают разницы между неявно- и явнополюсным типом генераторов.

Для построения практической диаграммы необходимо снять (или рассчитать): характеристику холостого хода 1, характеристику ко­ роткого замыкания 2 (трехфазного) (рис. 35-11) и, кроме того, опре­ делить активное сопротивление якоря гх и индуктивное сопротивле­ ние рассеяния ха (по характеристическому треугольнику на рис. 35-9). Впрочем, сопротивлением гх часто, в особенности в машинах большой

]1нх0, опережающего вектор тока Ін на я/2 (активное падение напря жения здесь не учитывается). Из центра 0 радиусом OB проводится дуга до пересечения с осью ординат в точке Ъи последняя сносится в точку С на характеристике холостого хода. Тогда отрезок OD определяет собой ток возбуждения / в0, необходимый для создания э. д. с. Ер н.

Реакция якоря учитывается следующим образом. Для тока / к =

— Ін = FG находится по характеристике короткого замыкания ток

соответствующий реакции якоря. Чтобы получить полный ток воз­ буждения / в н = ОМ, нужно геометрически сложить отрезки OD = / в0 и DM = LG = / ва. При этом нужно иметь в виду, что отрезок CD равен вектору OB р= ЕѴІІ по величине, но повернут относительно последнего на угол у по вращению часовой стрелки. Поэтому отре­ зок DM — Іт нужно провести под углом ф' — фн -j- у к отрезку CD,

413