Т

Рисунок 8.14 – Векторная диаграмма СГ при регулировании реактивной мощности и при

Постоянной активной нагрузке

ак, при увеличении тока возбуждения ЭДС возрастет до величины , вектор которой перемещается по линии mn вверх. Отрезок, соединяющий концы векторов и определяет падение напряжения , ток статора увеличивается до значения , при этом угол φ увеличивается до значения φ₂, а конец вектора смещается вправо по линии d, располагаясь перпендикулярно к вектору . Если ток возбуждения уменьшается, векторы ЭДС , падение напряжения и тока располагаются так, как показано на рисунке 8.14.

Из диаграммы рисунка 8.14 следует, что хотя при изменении тока возбуждения активная составляющая тока статора не изменяется, изменяется по величине и характеру реактивная составляющая тока статора ; при перевозбуждении (режимы I и 2) синхронный генератор работает с отстающим по отношению к напряжению генератора током (φ>0), при недовозбуждении он работает с опережающей фазой тока (φ<0). В то же время по отношению к сети в режимах 1 и 2 реактивные токи и являются опережающими, емкостными и генератор отдает в сеть реактивную мощность, а в режиме 3 ток является индуктивным и генератор потребляет из сети реактивную мощность. Можно подобрать такое возбуждение генератора (режим 4), при котором вектор тока будет совпадать с вектором напряжения , т.е. он будет чисто активным и угол φ₄=0.

Из диаграммы следует также, что при изменении тока возбуждения изменяется угол Ө; при увеличении возбуждения угол Ө уменьшается, при уменьшении возбуждения – увеличивается. Физически это объясняется следующим образом. При увеличении возбуждения величина ЭДС немедленно возрастает по величине, а угол Ө первоначально не изменяется в силу действия инерционных сил на роторе. Следовательно, возрастает величина ΔE, ток статора и мощность генератора в соответствии с соотношением (8.8). Соответственно возрастает тормозной электромагнитный момент генератора , который становится больше вращающего момента приводного двигателя; ротор получает отрицательное ускорение и угол Ө уменьшается. При этом уменьшаются значения ΔE, sinӨ , I и момент до тех пор, пока не восстановится равновесие тормозного и вращающего моментов. Это означает, что и мощность генератора в новом режиме сохраняет исходное значение. Аналогично можно пояснить процессы при уменьшении тока возбуждения.

В соответствии с векторной диаграммой рисунка 8.14 можно построить V – образные характеристики СГ при = const ≠ 0. Они имеют вид кривых 2,3,4, показанных на рисунке 8.15, причем P₄> P₃> P₂> P₁. Кривая I на этом рисунке соответствует изменению тока возбуждения при холостом ходе (P₁=0).

На каждой из этих характеристик наименьший ток якоря соответствует уровню возбуждения, при котором угол φ=0 . Это чисто активный ток, который и определяет мощность генератора в данном режиме. Сдвиг минимумов V – образных характеристик вправо по мере увеличения нагрузки объясняется увеличением падения напряжения в обмотке статора при увеличении тока. Каждой кривой I_a=ƒ(I_в) на рисунке 8.15 соответствует своя зависимость cosφ= ƒ(I_в), максимум которой совпадает с минимумом V – образной характеристики. Есте

ственно, что при холостом ходе (=0) угол и зависимость

cosφ= ƒ(I_в) имеет вид прямой линии, совпадающей с осью абсцисс.

Пунктирная линия BF, проходящая через минимумы V -образных характеристик, представляет собой регулировочную характеристику генератора при чисто активной нагрузке. Вправо от нее лежит область перевозбуждения генератора, влево – область недовозбуждения.