Неявнополюсный генератор

В ненасыщенной машине магнитная цепь является линейной, поэтому при расчете результирующего магнитного поля можно применять метод наложения. МДС обмотки возбуждения создает магнитный поток , который, сцепляясь с обмоткой статора, наводит в ней ЭДС . МДС обмотки статора создает поток реакции якоря и поток рассеяния . Каждый из этих потоков сцеплен с обмоткой статора и наводит в ней ЭДС и соответственно. Сумма ЭДС, действующих в обмотке статора, определяет напряжение генератора за вычетом падения напряжения на активном сопротивлении,

. (5.6)

Действующее значение ЭДС холостого хода можно определить по спрямленной характеристике холостого хода (рис. 5.6), а ЭДС реакции якоря можно выразить через ток якоря :

,

где - индуктивное сопротивление реакции якоря.

Аналогичные выражения можно получить для ЭДС рассеяния :

,

где - индуктивное сопротивление рассеяния обмотки статора.

С учетом полученных выражений для ЭДС и уравнение (5.6) преобразуется к виду

, (5.7)

где - полное индуктивное сопротивление якоря; - внутреннее сопротивление генератора.

Согласно уравнению (5.7) синхронный генератор можно представить источником ЭДС с внутренним сопротивлением (рис. 5.11). Геометрической интерпретацией этого уравнения являются векторные диаграммы, приведенные на рис. 5.12.

Как следует из схемы замещения и векторных диаграмм, в нерегулируемом генераторе ( , ) напряжение зависит от величины и характера нагрузки. Если нагрузка активно-индуктивная, то напряжение снижается с увеличением нагрузки вследствие размагничивающего действия поля реакции якоря (рис. 5.12, а). Если нагрузка активно-емкостная, то напряжение генератора возрастает, так как реакция якоря носит намагничивающий характер (рис. 5.12, б). Чтобы поддержать напряжение генератора при изменении нагрузки постоянным, регулируют ток возбуждения , увеличивая его при активно-индуктивной нагрузке и уменьшая при активно-емкостной нагрузке.

Угол Q между векторами и называют углом нагрузки. В генераторном режиме вектор всегда опережает вектор , и угол Q считается положительным.

При расчетах различных режимов генератора уравнение (5.7) записывают в относительных единицах, принимая в качестве базисного напряжения номинальное фазное напряжения , а в качестве базисного тока - номинальный фазный ток . Величина базисного сопротивления определяется отношением

.

Для современных генераторов с неявновыраженными полюсами (турбогенераторы) параметры в относительных единицах имеют следующие значения:

;

;

.