д

Рисунок 7.18 – Характеристики короткого замыкания СГ:

1 Однофазное;

2 – двухфазное;

3 - трехфазное

ля определения индуктивных сопротивлений машин.

Характеристика трехфазного короткого замыкания (х.к.з.) - является одной из важнейших характеристик СГ и определяет зависимость тока якоря от тока возбуждения при симметричном коротком замыкании на выводах якоря при номинальной частоте вращения.

Она снимается при закороченной амперметрами обмотке якоря при постепенном повышении от нуля до такого значения, при котором ток статора . Эта характеристика линейна (рисунок 7.18) так как при малом токе возбуждения магнитная цепь СГ ненасыщена, кроме того она зависит от характера к.з – одно-, двух или трехфазного.

По характеру ток короткого замыкания является индуктивным, так как определяется, в основном, синхронным индуктивным сопротивлением , которое значительно больше активного сопротивления якоря . Поскольку напряжение U при к.з. равно нулю, то величина определяется по соотношению

, (7.34)

где - ЭДС, соответствующая току возбуждения (см. рисунок 7.16) и определяемая по спрямленной характеристике холостого хода.

В относительных единицах ток короткого замыкания обратно пропорционален сопротивлению X_d, поэтому по х.к.з. и х.х.х. опытным путем можно определить величину X_d.

Весьма важное значение имеет характеристика СГ, называемая отношением короткого замыкания (ОКЗ). Это величина, равная отношению тока короткого замыкания , снятому при токе возбуждения , который в режиме холостого хода дает номинальное напряжение , к номинальному току статора, т.е.

(7.35)

Поскольку , то и в относительных единицах равно

, (7.36)

или для явнополюсных генераторов

. (7.37)

Соотношения (7.36) и (7.37) справедливы для ненасыщенных машин.

Если ОКЗ определяют по насыщенной характеристике холостого хода, то .

Отношение короткого замыкания, так же как и величины или , определяет перегрузочную способность СМ. Чем больше ОКЗ (чем больше воздушный зазор), тем меньше концентрация энергии поля в зазоре, тем больше предельная нагрузка. Однако, в этом случае машина имеет большие габариты и более высокую стоимость.

У турбогенераторов ОКЗ=0,4…1,0, у гидрогенераторов 0,8…1,8. У судовых дизельгенераторов ОКЗ=0,6…0,8

7.6. Определение параметров сг

Рассмотренные выше характеристики позволяют определить основные параметры СГ – а так же величину ОКЗ.

Ненасыщенное значение . Как отмечалось, при опыте короткого замыкания магнитная цепь машины ненасыщена, а ЭДС , создаваемая МДС , уравновешивается арифметической суммой ЭДС Е_ad и Е_s (сопротивлением r_a пренебрегают), т.е.

, (7.38)

откуда

, (7.39)

при этом для определения ЭДС Е₀ пользуются спрямленной частью х.х.х. (ЭДС на рисунке 7.19).

Для тока возбуждения имеем и , поэтому

. (7.39)

Учитывая, что

, получаем

Рисунок 7.19 – К определению ненасыщенного значения синхронного индуктивного сопротивления

. (7.40)

Насыщенное значение . При номинальной нагрузке СГ, когда его магнитная цепь насыщена, значение , обозначаемое для определенности , значительно меньше, чем при опыте к.з., когда сталь машины не насыщена. Связано это с тем, что действие реакции якоря при насыщенной магнитной цепи ослабляется и значение уменьшается (за счет уменьшения ), а следовательно уменьшается и .

Для определения , пользуются характеристикой холостого хода и нагрузочной индукционной, снятой, например, при и при cosφ=0.