Электрические двигатели и генераторы

Электротехника
Электрические машины и трансформаторы
Определение фазных и линейных токов приемников
Электрическая машина
Принцип действия асинхронного двигателя
Трансформаторы

Векторная диаграмма трансформатора

Переходные процессы в трансформаторах
Трансформаторные устройства специального назначения
Холостой ход трансформатора
Опыт короткого замыкания
Трехобмоточный трансформатор
Измерительные трансформаторы.
Электрические двигатели и генераторы
Асинхронный генератор
Параметры асинхронной машины 
Регулирование скорости вращения

Однофазные асинхронные двигатели.

Асинхронный преобразователь частоты 
Генераторы переменного тока
Трехфазный синхронный генератор
Несимметричная нагрузка трехфазного генератора
Однофазный синхронный генератор
Синхронный двигатель 
Синхронные машины заводов Советского Союза
Машины постоянного тока – генераторы и двигатели
Генератор с параллельным возбуждением
Электромашинные усилители
Электромашинные преобразователи тока
 

Электромагнитная и синхронизирующая мощности явнополюсной машины 

В предыдущем при определении электромагнитной и синхронизирующей мощностей мы исходили из упрощенной диаграммы, не учитывающей ни насыщения машины, ни различия магнитных проводимостей по ее продольной и поперечной осям.

Найдем теперь выражения для Рэм и Pc явнополюсной машины с учетом различия ее параметров по продольной и поперечной осям. При этом будем также пренебрегать активным сопротивлением обмотки статора и насыщением магнитной цепи машины.

Обратимся к видоизмененной диаграмме явнополюсной машины, представленной на рис. 4-71.

Рис. 4-71. Видоизмененная диаграмма явнополюсной машины.

Из этой диаграммы имеем:

Имея в виду, что

 и ,

из рис. 4-71 найдем:

Подставляя найденные значения в уравнение для Рэм, после преобразований получим:

          (4-75)

Полученное выражение для электромагнитной мощности явнополюсной машины показывает, что эта мощность зависит не только от возбуждения, но и от различия хd и xq.

Из (4-75) следует, что явнополюсная машина может работать без возбуждения, т. е. при E0=0. В этом случае она называется реактивной машиной, работа которой будет рассмотрена в последующем (§ 4-10).

Разделив (4-75) на синхронную угловую скорость, получим уравнение для электромагнитного вращающего момента, развиваемого явнополюсной машиной:

          (4-76)

Второй член правой части этого уравнения равен так называемому реактивному моменту:

          (4-77)

  

Равенства (4-75) и (4-76), очевидно, применимы и для неявнополюсной машины. Для этой машины xq можно считать равным xd , поэтому равенство (4-75) будет точно такое же,

, (4-78)

как и ранее полученное равенство (4-69), где хc = хd.

В соответствии с (4-75) на рис. 4-72 построена кривая, выражающая зависимость Рэм от угла θ, т. е. угловая характеристика явнополюсного генератора.

Рис. 4-72. Угловая характеристика явнополюсной машины.

Продифференцировав равенство (4-75) по углу θ, получим выражение для удельной синхронизирующей мощности явнополюсной машины:

.          (4-79)

Кривая Pc = f(θ) также показана на рис. 4-72.

По предложению проф. Г.Н. Петрова угловую характеристику и максимальную электромагнитную мощность Рэм можно определить с учетом насыщения и активного сопротивления обмотки якоря следующим образом: надо построить несколько регулировочных характеристик Iв = f(I) при U = const и cos φ = const для различных cos φ и кривые θ = f(I) при тех же условиях; затем соответственно номинальному току возбуждения Iв.н = const провести линию, параллельную оси абсцисс; тогда точки пересечения этой линии с указанными кривыми дают величины, необходимые для построения угловой характеристики (регулировочные характеристики и кривые θ = f(I) для различных cos φ должны быть построены при помощи векторных диаграмм и характеристики холостого хода).

Статическая перегружаемость синхронной машины  

Статическая перегружаемость S синхронной машины, так же как и предел ее статической устойчивости, определяется отношением

.          (4-80)

Это отношение представляет собой долевое значение максимальной электромагнитной мощности при Uн и Iв.н, которое для неявнополюсной машины можно выразить при помощи равенства (4-78) следующим образом:

,          (4-81)

гдеи– кратность тока короткого замыкания при номинальном возбуждении ( – э.д.с. по спрямленной характеристике холостого хода при Iв.н) или

,           (4-82)

где ОКЗ = fк0 – кратность тока короткого замыкания при возбуждении холостого хода (см. § 4-3,а). (Согласно ГОСТ 533-51 на “Генераторы электрические паротурбинные двухполюсные (турбогенераторы)" S не должна быть ниже 1,7.)

Полученное выражение, которое обычно используется при практических расчетах, является приближенным, потому что оно было выведено без учета активного сопротивления обмотки статора и насыщения магнитной цепи машины.

Активным сопротивлением обмотки статора в обычных случаях можно пренебречь, так как оно оказывает ничтожное влияние на Pэм.м. Насыщение магнитной цепи в небольшой степени влияет на Pэм.м, повышая его значение на несколько процентов и увеличивая угол θ, соответствующий Рэм.м до 100  110°.

Если не учитывать насыщения, то Рэм.м явнополюсной машины, как следует из рис. 4-72, получается при θм < 90°. Значение θм найдем, приравняв нулю первую производную от Рэм по θ, т. е. приравняв нулю Pс.

Введем обозначения:

.

Тогда получим из (4-79):

,

откуда

.          (4-83)

Подставляя в (4-75) полученное значение θм, найдем Рэм.м, а следовательно, согласно (4-80) статическую перегружаемость S.

Электротехника