Угловые характеристики синхронного генератора

Электромагнитная мощность неявнополюсного синхронного генератора при его параллельной работе с сетью

(21.7)

где - угол, на который продольная ось ротора смещена относительно продольной оси результирующего поля машины (рис. 21.4).

Электромагнитная мощность явно-полюсного синхронного генератора

(21.8)

Выражения электромагнитных моментов:

неявнополюсной синхронной машины

(21.9)

явно-полюсной синхронной машины

(21.10)

где М — электромагнитный момент, Нм.

Анализ выражения (21.10) показывает, что электромагнитный момент явно-полюсной машины имеет две составляющие:

основную составляющую электромаг­нитного момента

. (21.11)

реактивную составляющую момента

. (21.12)

Основная составляющая электро­магнитного момента зависит от магнитного потока ротора: ≡ . Отсюда следует, что в машине с невозбужденным рото­ром ( = 0) основная составляющая момента = 0.

Реактивная составляющая электромагнитного момента не зависит от магнитного потока полюсов ротора.

Угловыми характеристиками синхронной машины

При увеличении нагрузки синхронного генератора, т. е. с ростом тока I₁ происходит увеличение угла , что ведет к изменению электромагнитной мощности генератора и его электромагнитного момента.

Рис. 21.5. Угловая характеристика синхронного генератора.

Для явнополюсных синхронных машин = 60÷80 эл. град. Угол можно определить из формулы

(21.14)

Здесь

. (21.15)

У неявнополюсных синхронных машин = 0, а по­этому угловая характеристика представляет собой синусоиду и угол = 90°.

Коэффициентом статической перегружаемости:

Отношение максимального электромагнитного момента М_max к но­минальному (.)

Пример 21.1. Трехфазный синхронный генератор с явно выраженными по­люсами на роторе ( =10) включен на параллельную работу с сетью напряжени­ем 6000 В частотой 50 Гц. Обмотка статора соединена звездой и содержит в каж­дой фазе = 310 последовательных витков, обмоточный коэффициент = 0,92, индуктивное сопротивление рассеяния обмотки = 10 Ом. Диаметр расточки D₁ = 0,8 м, расчетная длина сердечника статора l_i = 0,28 м, воздушный зазор рав­номерный δ = 2 мм, коэффициент полюсного перекрытия =0,7, коэффициент воздушного зазора k_δ = 1,3, коэффициент магнитного насыщения = 1,1. Маг­нитный поток ротора Ф = 0,058 Вб.

Требуется рассчитать значения электромагнитных моментов и построить графики , и М = f().

Решение. Полное индуктивное сопротивление реакции якоря по (20.19)

Ом

При = 0,7 и равномерном зазоре коэффициенты формы поля по (20.7) и (20.8):

= 0,958 и = 0,442.

Индуктивное сопротивление реакции якоря по продольной оси [см. (20.24)]

Ом,

по поперечной оси [см. (20.25)]

Ом.

Синхронные индуктивные сопротивления по продольной и поперечной осям:

Ом,

Ом.

ЭДС обмотки статора в режиме х.х. по (21.13)

В.

Напряжение фазы обмотки статора

В.

Угловая частота вращения ротора

с^-1.

Максимальное значение основной составляющей электромагнитного момента генератора (21.11)

Н∙м

Максимальное значение реактивной составляющей электромагнитного момента (21.12)

Н·м

Результаты расчета моментов

для ряда значений угла 0 приведены ниже:

,град
s in	0,342	0,500	0,707	0,866	0,940	1,0
, Нм
sin 2	0,643	0,866	1,0	0,866	0,643
Mp, Нм
M,Нм

Угол , соответствующий максимальному моменту , по (21.14)

,

где ;

0,48 = 61,3°.

Углу = 61,3° соответствуют моменты:

Н∙м;

Н∙м;

Н∙м.

Графики моментов , и , построенные по результатам рас­чета, приведены на рис 21.6.

Дата добавления: 2015-07-15