Синхронной машины.

Синхронное индуктивное сопротивление машины определяют по результатам опытов х.х. и к.з.

При опыте х.х. определяют характеристику х.х. при номинальной частоте вращения машины, изменяя ток возбуждения .

При опыте к.з. обмотки фазы якоря замыкают накоротко через амперметры, после этого ротор приводят во вращение с номинальной частотой и снимают характеристику к.з., т.е. зависимость тока якоря от тока возбуждения , т.е. . Эта характеристика имеет линейный характер, т.к. при сопротивление цепи якоря является чисто индуктивным

и ток к.з. создает поток реакции якоря, размагничивающий машину. Следовательно магнитная цепь машины оказывается ненасыщенной, т.е. ЭДС и ток изменяются пропорционально току возбуждения .

При работе в рассмотренном режиме , следовательно, уравнения (я/п) и (н/п) преобразовываются

- для явнополюсных машин

- для неявнополюсных машин.

Итак, индуктивное сопротивление по продольной оси

, где ЭДС и ток должны быть взяты при одном и том же значении тока возбуждения . Для прямолинейного участка характеристики х.х не важно, при каком I_в определяется значение , так как во всех случаях = const. Это же значение сопротивления получим при определении по спрямленной характеристике х.х. Оа,, соответствующей ненасыщенной машине.

При учете насыщения сопротивление уменьшается.

Если известны коэффициенты приведения и (физически характеризуют уменьшением магнитного сопротивления для потока по сравнению с потоками и ), то по полученному значению можно определить синхронное индуктивное сопротивление по поперечной оси .

В неявнополюсных машинах , т.е. .

Если выразить синхронные индуктивные сопротивления в относительных единицах, то

X_d* =(I_{a ном}/U_ном)X_d X_q* = (I_{a ном}/U_ном) X_q, где I_{a ном} и U_ном - номинальные значения фазных тока и напряжения.

Сопротивления, выраженные в относительных единицах, характеризуют параметры машины, показывая относительную величину падения напряжения при номинальном токе. Эти величины позволяют сравнивать свойства генераторов различной мощности.

Отношение короткого замыкания. Иногда в паспорте машины указывают величину, обратную X_d* , называемую отношением короткого замыкания.

- характеризует значение установившегося тока к.з. , который возникает при номинальном токе возбуждения генератора (соответствующем номинальному напряжению).

В явнополюсных машинах , для таких машин ОКЗ = 0,8…1,8.

В неявнополюсных машинах , ОКЗ = 0,5…1,0.

В СМ установившийся ток к.з. невелик, т.к. при этом режиме и поле якоря сильно размагничивают машину. Т.о. при коротком замыкании результирующий магнитный поток Ф_рез.к << Ф_в и ЭДС Е << Е_о.

Величина ОКЗ важна и для эксплуатации, она показывает кратность тока к.з. и определяет значение мощности, которой можно нагрузить СГ (его перегрузочную способность), изменение напряжения и пр. лучшие характеристики имеет машина с большим ОКЗ, однако это требует увеличения воздушного зазора, что удорожает машину.

Определение потерь в СМ осуществляется так же, как и в асинхронных, с учетом того, что в обмотке ротора СМ протекает постоянный ток. К добавочным потерям относят поверхностные потери в роторе. Основные потери в меди включают потери в обмотке якоря и обмотки возбуждения. Потери в обмотке возбуждения считают с учетом потерь в возбудителе:

,

где ΔU_щ – переходное падение напряжения в щеточном контакте (ΔU_щ ≈1В). Если возбуждение бесконтактное, эта составляющая потерь отсутствует; η_в – КПД возбудителя (η_в =0,8÷0,85).

Сопротивление обмотки возбуждения определяют без учета вытеснения тока и приводят к расчетной температуре 75⁰С.

Особенности расчета механических и добавочных потерь для различных типов СМ рассматриваются при проектировании.

Коэффициент полезного действия генератора

,

где ΣР – сумма потерь: ΣР= Р_э1+Р_в+Р_ст+Р_мех+Р_пов+Р_доб,

Здесь Р_э1- электрические потери в обмотке якоря, Р_в- электрические потери в обмотке возбуждения, Р_ст- потери в стали, Р_мех- механические потери, Р_пов- поверхностные потери, Р_доб – добавочные потери.

Характеристика η =f(Р_ном)

Для крупных СМ КПД достигает 98-99%.

Дата добавления: 2015-08-13