7.4.4. Изменение напряжения сг при изменении нагрузки

Поддержанию необходимой величины и качества напряжения судовых СГ уделяется повышенное внимание, так как большинство потребителей, подключаемых в качестве нагрузки к СГ, требует постоянства напряжения. Если не регулировать основный магнитный поток Ф₀ СГ (ток возбуждения ), то его напряжение одновременно с изменением величины и характера нагрузки (тока якоря ) будет изменяться, что наглядно иллюстрируется уравнениями электрического равновесия и векторными диаграммами. Причиной изменения напряжения является падение напряжения на внутренних сопротивлениях якоря и действие реакции якоря, которая уменьшает его при активно – индуктивных нагрузках (РЯ поперечная или продольно размагничивающая) и несколько увеличивает при активно-емкостных нагрузках (РЯ продольно-подмагничивающая). При неизменной величине тока нагрузки реакция якоря сказывается на изменении напряжения тем заметнее, чем меньше (при или нагрузках)

Единственным эффективным способом поддержания постоянства напряжения на выходе СГ является соответствующее изменение тока возбуждения, которое обеспечивается автоматическими регуляторами напряжения (АРН) СГ.

При решении практических задач, при расчете и настройке систем регулирования определяют процентное изменение напряжения или при сбросе нагрузки от номинальной до нуля (изменение от U_н до ЭДС при холостом ходе Е₀) или при набросе номинальной нагрузки при переходе от режима холостого хода (изменения от U_н до некоторого конечного значения U).

В первом случае изменение напряжения рассчитывается по соотношению

100% (7.32)

и позволяет оценить величину всплеска напряжения на выходе СГ при отсутствии регулирования тока , который может быть опасен для системы изоляции обмоток.

Во втором случае имеем

ΔU = 100% (7.33)

и по этой величине можно оценить необходимую МДС возбуждения (или ток ) для поддержания напряжения на заданном уровне.

Количественно величина может быть рассчитана с применением векторных диаграмм или определена экспериментально путем непосредственной нагрузки (или разгрузки СГ).

7.4.5. Определение изменения напряжения сг

по векторным диаграммам

Неявнополюсный синхронный генератор (НСГ).

Рассмотрим, как можно определить изменение напряжения у нерегулируемого НСГ по упрощенной векторной диаграмме.

Пусть НСГ с известным синхронным индуктивным сопротивлением х_с работает под нагрузкой в режиме, характеризуемом величинами U, I_a и φ, и требуется определить, как изменится напряжение при сбросе нагрузки. Задача сводится к отысканию величины Э.Д.С. путем построения векторной диаграммы по упрощенному уравнению (7.24) +

Выбираем масштаб напряжений (В/мм), строим в произвольном направлении вектор (рис. 7.14), под углом φ к строим вектор _a (он нужен для ориентировки вектора ), к вектору прибавляем вектор падения напряжения на синхронном индуктивном сопротивлении СГ х_с от тока, т. е. , всегда ориентируя его в сторону опережения вектора на 90° (для тот же масштаб что и для U).

Суммируем U и и получаем вектор . Величина Э.Д.С. Е₀ определяется с учетом масштаба . Далее по формуле (7.32) находим процентное изменение напряжения

Заметим, что алгебраическая разность между и , именуется потерей напряжения, практически всегда меньше векторной их разности, именуемой падением напряжения.

Процентное изменение напряжения у СГ при сбросе номинальной нагрузки достаточно большое, около 30…40%.

Явнополюсный синхронный генератор (ЯСГ).

Изменение напряжения для ЯСГ определим также по упрощенному уравнению (7.29)