Явнополюсный генератор

Суммарная МДС насыщенного генератора

определяет результирующий поток

,

который наводит в обмотке статора ЭДС

.

Магнитная характеристика явнополюсного генератора имеет очень сложный характер из-за неравномерности воздушного зазора. С целью упрощения расчетов разделим результирующий поток на продольную и поперечную составляющие,

и примем допущение, что магнитная цепь по поперечной оси не насыщена. Насыщение будем учитывать лишь по продольной оси, используя магнитную характеристику холостого хода

,

где - суммарная МДС генератора по продольной оси.

Составляющие результирующего потока и наводят в обмотке статора ЭДС и . Сумма этих ЭДС

совместно с ЭДС рассеяния определяет напряжение генератора

. (5.13)

Так как магнитная цепь по поперечной оси принимается ненасыщенной, то для расчета ЭДС можно воспользоваться ранее полученным выражением

,

а расчет МДС , как и в случае неявнополюсной машины, выполняется по характеристике холостого хода

.

Для снижения погрешностей расчета, обусловленных принятыми допущениями, сопротивление рассеяния заменяется на сопротивление Потье .

Рассмотрим задачу определения МДС обмотки возбуждения явнополюсного генератора, необходимую для получения напряжения при нагрузке, заданной током и коэффициентом мощности . Решение выполняется графическим методом с использованием характеристики холостого хода и векторной диаграммы. На оси ординат характеристики холостого хода откладывается вектор , а вектор тока направляется под углом j (рис. 5.18). Зная положение этих векторов, находим ЭДС от результирующего поля

и эквивалентную ЭДС ненасыщенного генератора

,

которая, как было показано ранее, действует по поперечной оси машины. Поэтому проекция вектора на эту ось определяет вектор ЭДС . Обращаясь к характеристике холостого хода, находим по модулю ЭДС суммарную МДС генератора по продольной оси . Эта МДС с учетом реакции якоря по продольной оси определяет МДС обмотки возбуждения

.

Этой МДС по характеристике холостого хода соответствует ЭДС . Вектор ЭДС направлен по поперечной оси.

5.7. Характеристики синхронного генератора при работе на
автономную нагрузку

Работа синхронного генератора на автономную нагрузку (рис. 5.19) является простейшей рабочей схемой. Подобная схема работы синхронного генератора наиболее часто встречается у машин сравнительно небольшой мощности ( ).

Поведение генератора при работе на автономную нагрузку может быть исследовано аналитическими или графоаналитическими методами (см. п. 5.6 и 5.7). Наряду с теоретическими методами существует экспериментальный метод, который позволяет наиболее полно и точно исследовать поведение генератора при работе на автономную нагрузку. При экспериментальном исследовании снимают пять характеристик генератора: характеристику холостого хода, короткого замыкания, внешнюю, регулировочную и нагрузочную. Эти характеристики дают представление о свойствах генератора и позволяют определить его параметры.