Главная | Обратная связь
МегаЛекции

УРАВНЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ФАЗЫ СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА

 

Магнитное поле нагруженной синхронной машины возбуждается не только током возбуждения в обмотке ротора, но и токами в фазных обмотках статора (якоря). Следовательно, в синхронных машинах, как и в машинах постоянного тока, имеет место реакция якоря — воздействие МДС якоря на основное магнитное поле машины. Форма кривой ЭДС, индуктируемой в фазной обмотке нагруженного генератора, зависит не только от распределения поля ротора вдоль, окружности машины, но и от распределения поля статора. Последнее также должно быть по возможности синусоидальным для того, чтобы результирующее поле и кривая ЭДС нагруженной машины были синусоидальны.

Ток в фазных обмотках статора нагруженного синхронного генератора создает падения напряжений на индуктивном и активном сопротивлениях обмоток. Индуктивное сопротивление фазной обмотки статора определяется потокосцеплением рассеяния и магнитным потоком реакции якоря.

Индуктивное сопротивление рассеяния фазной обмотки статора определяется потокосцеплением рассеяния статора ψрас. Это потокосцепление, как и в асинхронной машине, есть часть потокосцепления фазной обмотки статора, определяемая магнитными линиями, замыкающимися помимо ротора поперек пазов, по коронкам зубцов и вокруг лобовых частей обмотки статора (см. рис. 14.13). Линии поля рассеяния проходят значительную часть пути в воздухе. Поэтому можно считать, что потокосцепление рассеяния пропорционально току статора и совпадает с ним по фазе. Потокосцепление рассеяния, индуктирует в фазной обмотке статора ЭДС рассеяния Ерас, отстающую по фазе от этого потокосцепления на 90°. Можно выразить напряжение, уравновешивающее ЭДС рассеяния, через ток статора I и индуктивное сопротивление рассеяния храс (2.33):

Падение напряжения на индуктивности рассеяния в синхронных машинах составляет при номинальной нагрузке 10—15 и даже до 20 % номинального фазного напряжения. Значительное индуктивное сопротивление рассеяния, обусловливающее это падение напряжения, полезно, так как в случаях коротких замыканий между выходными выводами генератора оно ограничивает ток. Активное сопротивление фазной обмотки статора весьма мало. Обычно падение напряжения на активном сопротивлении фазной обмотки при номинальной нагрузке составляет для больших генераторов 1—2 % номинального фазного напряжения. В большинстве расчетов им можно поэтому пренебречь; мы будем учитывать его лишь в некоторых случаях.

Как уже упоминалось, на ЭДС фазы синхронной машины влияет реакция якоря. Физически в синхронной машине существует лишь одно результирующее магнитное поле, складывающееся из магнитного поля ротора, магнитного поля рассеяния статора и магнитного поля реакции якоря. Но целесообразно рассматривать эти магнитные поля как существующие независимо друг от друга, создающие с фазной обмоткой статора независимые потокосцепления и индуктирующие в ней соответствующие ЭДС. Таким образом, в нагруженном синхронном генераторе потокосцепление ротора ψo индуктирует в фазной обмотке статора ЭДС Ео, равную ЭДС холостого хода, потокосцепление рассеяния ψрас индуктирует ЭДС Ерас и, наконец, потокосцепление реакции якоря ψр индуктирует в обмотке статора некоторую ЭДС Ер, я. Наиболее простые соотношения мы получим, если не будем учитывать влияния гистерезиса и насыщения магнитопровода на потокосцепление якоря (статора) и, следовательно, примем в этом случае, что потокосцепление якоря пропорционально току якоря I и совпадает с ним по фазе. В действительности это вполне справедливо лишь для ненасыщенного магнитопровода синхронной машины. При этом можно выразить ЭДС реакции якоря Ер,я так же, как ЭДС рассеяния Ерас, т. е. через ток I и некоторое индуктивное сопротивление хя, и считать, что:

Напряжение jxяi представляет собой то напряжение, которое нужно для преодоления ЭДС реакции якоря.

При таком истолковании процессов ЭДС Ёо, индуктируемая в фазной обмотке потокосцеплением Wo, равна сумме напряжений jxрасi и jxяj на индуктивных сопротивлениях храс и хя фазной обмотки, напряжения rвi на активном сопротивлении витков фазной обмотки и напряжения между выводами фазной обмотки синхронного генератора О. Следовательно, уравнение электрического состояния фазы статора синхронного генератора есть:

где храс + хя = х — индуктивное сопротивление фазной обмотки статора, называемое синхронным реактивным (индуктивным) сопротивлением. У синхронной машины с ненасыщенным магнитопроводом это — относительно постоянная величина.

 





©2015- 2017 megalektsii.ru Права всех материалов защищены законодательством РФ.