Рисунок 8.12 – К образованию

Реактивного момента явнополюсного синхронного генератора

Образование реактивного момента поясняет рисунок 8.12. Несимметричный ротор стремится занять положение, при котором энергия магнитного поля будет максимальна; при этом воздушный зазор минимален. Другими словами, магнитный поток реакции якоря стремится пройти через ротор по пути с наименьшим магнитным сопротивлением, т.е. по продольной оси d.

Угловая характеристика явнополюсного синхронного генератора при r_a=0, Е₀=const и U=const показана на рисунке 8.13. При этом принято, что параметры х_d и х_q постоянны.

Рисунок 8.13 – Угловая характеристика явнополюсного синхронного генератора

Из рисунка 8.13 следует, что максимум мощности явнополюсного СГ несколько сдвигается в сторону значений угла и несколько возрастает величина этой мощности. Перегрузочная способность в явнополюсной машине несколько выше, чем в неявнополюсной, а угол, при котором достигается , составляет 70…80°.

Удельная синхронизирующая мощность явнополюсной синхронной машины равна

. (8.28)

Как и величина , максимальная синхронизирующая мощность у явнополюсной синхронной машины больше, чем у неявнополюсной.

На рисунке 8.13 угловая характеристика, расположенная симметрично в 3-м квадранте координатной плоскости, соответствуют двигательному режиму работы синхронной машины.

8.7. Регулирование реактивной мощности сг

при параллельной работе с сетью

Важным достоинством синхронных машин перед асинхронными ма­шинами является то, что в зависимости от величины тока возбуждения синхронная машина отдает в сеть или потребляет из сети реактивную мощность, т.е. наряду е потреблением в режиме двигателя или отдачей в сеть в режиме генератора активной мощности машина ведет себя по отношению к сети как емкость или как индуктивность. Ранее было показано, что изменение тока возбуждения при холостом ходе СГ, включенного на параллельную работу, вызывает лишь появление уравнительного реактивного тока и не приводит к изменению активной мощности. Увеличение нагрузки может быть достигнуто только путем воздействия на регулятор подачи топлива первичного двигателя. При рассмотрении угловых характеристик было отмечено, что у нагруженного генератора изменение тока возбуждения приводит к изменению вида угловой характеристики, при этом при определенной нагрузке изменяется угол Ө.

Рассмотрим векторную диаграмму неявнополюсного СГ при и , которая является графическим решением уравнения электрического равновесия (рисунок 8.14)

(8.29)

В установившемся режиме работа генератора характеризуется величинами с индексом (I) – и , и Ө₁. На векторной диарамме ток отстает от вектора на угол .

При любом изменении тока возбуждения и соответствующем изменении ЭДС активная мощность , определяемая мощностью приводного двигателя, должна оставаться постоянной. При неизменном напряжении генератора это возможно только при условии постоянства произведения , которое определяет активную составляющую тока нагрузки. На векторной диаграмме этому произведению соответствует отрезок ОС. Отрезок ВС на векторной диаграмме определяет величину и поскольку произведение , а синхронное индуктивное сопротивление x_c также постоянно, то величина отрезка ВС в рассматриваемых условиях остается неизменной.

Таким образом, пунктирная линия mn на векторной диаграмме, параллельная вектору напряжения , представляет собой геометрическое место концов вектора ЭДС , а линия d, перпендикулярная вектору , определяет геометрическое место концов вектора при изменении тока возбуждения и неизменной активной электромагнитной мощности.