Робота синхронної машини за постійної потужності та змінного збудження

Як було встановлено вище, змінна струму збудження викликає зміну лише реактивних складових струму і потужності якоря. Розглянемо тепер залежність струму статора І від струму збудження і_з при P=const у випадку паралельної роботи машини із мережею нескінченно великої потужності (U=const, f=const). Для простоти визначимо дану залежність для неявнополюсної машини (рис...), оскільки отримані при цьому результати є характерними і для явнополюсних машин.

При P=const активна складова струму I_a =const. Тому на векторній діаграмі рис... кінець вектора I ковзає по прямій АВ. Якщо для простоти вважати індуктивний опір розсіяння якоря x_δa =0, то внутрішня ЕРС від результуючого магнітного потоку і повітряному зазорі Ф_δ з урахуванням реакції якоря Е_δ =U=const і складова струму збудження , яка створює результуючий магнітний потік Ф_δ також буде постійною. Повний струм збудження :

= -I,

зведений до обмотки якоря, легко визначається з діаграми. Кінець вектора перебуває у точці , а його початок, очевидно, також ковзає по прямій АВ. На рис... суцільними лініями побудована векторна діаграма струмів для одного значення , а штрихованими лініями – декілька діаграм для інших значень . Кінці векторів I та початки векторів розташовуються у точках 1, 2, 3, 4 на прямій АВ.

З рис... випливає, що за неперервної зміни струм І та cos φ також постійно змінюються, причому при певному значенні струму збудження величина струму статора I є мінімальною, а cos φ=1. При зростанні (режим перезбудження) та зменшенні (режим недозбудження) від вказаного значення струм якоря I збільшується, оскільки збільшується його реактивна складова.

На рис... наведений вигляд залежностей I=f() за різних значень P=const. Дані характеристики, зважаючи на їх зовнішній вигляд, називаються також U-подібними характеристиками.

Мінімальне значення струму якоря I для кожної кривої визначає його активну складову та потужність P=m U , для якої побудована дана крива. Нижня крива відповідає P=0, причому – значення струму збудження при E=U. Праві частини кривих відповідають перезбудженій машині та віддаванню у мережу індуктивного струму і реактивної потужності, а ліві частини – недозбудженій машині та віддаванню в мережу ємнісного струму і споживанню реактивної потужності. Крива φ=0 або cos φ=1 відхиляється при збільшенні потужності вправо, оскільки внаслідок збільшення струму якоря зростає його магнітний потік розсіяння і для компенсації реактивної складової струму, яка обумовлюється цим потоком, необхідний дещо більший струм збудження. Крива ОС на рис..., по суті є регулювальною характеристикою машини при cos φ=1.

Точка А на рис... відповідає холостому ходу недозбудженої машини. При цьому з мережі споживається струм намагнічування:

I=

Кут навантаження θ збільшується під час руху вздовж кривих рис... справа наліво, оскільки у відповідності із виразом (), за менших струмів збудження та ЕРС кут θ при p=const збільшується. Лінія АВ являє собою межу стійкої роботи машини, на якій θ=θ_кр. При подальшому зменшенні струму збудження машина випадає із синхронізму. U-подібні характеристики генератора і двигуна практично не відрізняються одне від одного.

Дата добавления: 2015-07-13