Л

Рисунок 7.16 - Характеристика

Холостого хода (1) и нагрузочная характеристика (2) синхронного генератора

евая восходящая ветвь х.х.х. прямолинейна; в этой части магнитная цепь ненасыщена и МДС обмотки возбуждения практическиполностью расходуется на проведение магнитного потока через воздушный зазор. По мере увеличения МДС возбуждения насыщение магнитных участков становится все более заметным и х.х.х. все более отклоняется от прямой. Обычно рабочая точка на х.х.х. (точка С), соответствующая номинальному напряжению при холостом ходе, выбирается на перегибе кривой, что с одной стороны, обеспечивает устойчивое напряжение в установившемся режиме, с другой - возможность его регулирования при изменении тока возбуждения.

Положение точки В на характеристике позволяет судить о степени насыщения магнитной цепи машины. Если к начальной части х.х.х. провести касательную ОВ, то ее пересечение с линией АС даст величину МДС, необходимой для проведения магнитного потока через воздушный зазор (отрезок ав) и МДС стальных участков (отрезок вС). Коэффициент насыщения определяется из соотношения

Реальная х.х.х. начинается не из начала координат, а с некоторого значения , величина которого, как и в машинах постоянного тока, определяется потоком остаточного намагничивания.

Характеристики холостого хода различных генераторов, построенные в относительных единицах , -ток холостого хода при U = ), незначительно отличаются друг от друга.

Поэтому для упрощения расчетов х.х.х. всех синхронных генераторов, выраженные в относительных единицах, принимают одинаковыми и называют нормальными. Данные для построения «нормальной» (усредненной) х.х.х. приведены в таблице 7.2.

Таблица7.2 - «Нормальная» характеристика холостого хода СГ

	0	0,5	1,0	1,5	2,0	2,5	3,0	3,5
	0	0,58	1,0	1,21	1,33	1,4	1,46	1,51

По х.х.х. можно определить также взаимную индуктивность между обмотками возбуждения и обмоткой якоря, как отношение ЭДС к току возбуждения.

Внешняя характеристика – это зависимость напряжения на зажимах генератора от тока нагрузки при постоянных значениях тока возбуждения, скорости вращения и cosφ. На рисунке 7.17,а внешние характеристики в относительных единицах показаны при таком токе возбуждения, который при холостом ходе создает ЭДС . Вид внешней характеристики зависит от характера нагрузки.

П

Рисунок 7.17 – Внешние (а) и регулировочные (б) характеристики СГ

ри чисто активной нагрузке (φ=0, cosφ=1) и при активно - индуктивной нагрузке (φ>0) напряжение заметно уменьшается от значения , что обусловлено падением напряжения на внутреннем сопротивлении машины и влияния поперечной реакции якоря. При активно - емкостной нагрузке (φ<0) реакция якоря подмагничивающая, поэтому напряжение на выводах генератора с увеличением тока нагрузки растет.

Практический интерес представляет определение номинального изменения напряжения при изменении нагрузки от нуля до номинальной при неизменном токе возбуждения

= 100%.

Как правило, СГ работают при отстающем токе с cosφ=0.8 (φ>0). Обычно равно 20…30%

Регулировочная характеристика – это зависимость тока возбуждения от тока якоря при неизменных напряжении, частоте вращения и cosφ. Эти характеристики показывают, как нужно изменять ток возбуждения при изменении нагрузки, чтобы поддержать неизменным напряжение на выводах генератора. На рисунке 7.17(б) представлены регулировочные характеристики для различных значений cosφ и тока нагрузки. Как видно, они полностью соответствуют внешним характеристикам СГ. Чтобы напряжение оставалось неизменным при активной (cosφ=1) или активно-индуктивной нагрузке (φ>0) ток возбуждения надо увеличивать, при активно-емкостной нагрузке ( φ<0) ток надо уменьшать.

Отметим что при работе СГ на чисто емкостную нагрузку магнитное поле, создаваемое обмоткой возбуждения, усиливается реактивным током, протекающим в якоре. При малых воздушных зазорах в СМ может наступить самовозбуждение, когда при (обмотка возбуждения отключена) на выводах генератора будет напряжение. Это явление называется самовозбуждением генератора.

Нагрузочная характеристика – это зависимость напряжения на выводах генератора от тока возбуждения при постоянных токе якоря , cosφ нагрузки и частоте вращения n (рисунок 7.16, кривая 2). Как правило, нагрузочную характеристику снимают при индуктивной нагрузке, называя ее при этом индукционной нагрузочной характеристикой.

Эта характеристика является вспомогательной и используется совместно с характеристиками холостого хода и короткого замыкания