13.3. Характеристики синхронного генератора

13. 3. Характеристики синхронного генератора

Основными характеристиками синхронного гене­ратора являются характеристика холостого хода, вне­шняя и регулировочная характеристики.

13. 4. Характеристика холостого хода

Эта характеристика представляет собой зависи­мость ЭДС генератора Е₀ на холостом ходу (т. е. без нагрузки) от тока возбуждения I _в. Она связана с кри­вой намагничивания стали и напоминает ее по фор­ме (рис. 13. 5). На холостом ходу синхронного генера­тора его ЭДС создается только главным магнитным потоком, поэтому ЭДС£ '₀ пропорциональна главному магнитному потоку Ф₀, который, в свою очередь, про­порционален магнитной индукции В₀ в статоре. По­этому зависимость Е₀ = f(I_e) подобна зависимости В₀ = f(I„), т. е. первоначальной кривой намагни­чивания стали.

Рис. 13. 5

При достижении области магнитного насыщения магнитной системы генератора скорость роста ЭДС уменьшается, а спрямление кривой при малых значениях индукции происходит за счет воз­душного зазора в магнитной цепи машины, обладающего большим магнитным сопротивлением. Опыт­ным путем эту характеристику получают, изменяя ток возбуждения при номинальной скорости враще­ния ротора.

Номинальный режим возбуждения генератора выбирают в области изгиба кривой (точка А). Ис­пользование области магнитного насыщения для уве­личения ЭДС генератора приводит к неоправданному увеличению тока и размеров обмотки возбуждения.

13. 5. Внешняя характеристика

Внешняя характеристика синхронного генерато­ра характеризует его электрические свойства и пред­ставляет собой зависимость напряжения на зажимах генератора U от его тока нагрузки J при постоянных значениях коэффициента мощности cos cp, скорости вращения ротора п и тока возбуждения J_е (рис. 13. 6).

Рис. 13. 6

Чтобы экспериментально получить внешнюю харак­теристику, нужно сначала нагрузить генератор до номинального тока I _н при номинальном напряжении U_н, которое устанавливается пу­тем регулировки тока возбуждения. Затем, поддержи­вая ток возбуждения и частоту вращения постоянны­ми, постепенно уменьшают ток нагрузки до нуля. Вне­шние характеристики могут иметь спад (кривая 2) или подъем (кривая 3) в зависимости от характера нагруз­ки и действия реакции якоря. Номинальный режим нагрузки выбирают таким, чтобы при cos < p = 0, 8 изме­нения напряжения AU не превышали 35 – 45 % от но­минального (кривая 1).

13. 6. Регулировочная характеристика

Регулировочная характеристика синхронного ге­нератора представляет собой зависимость тока воз­буждения I_в от тока нагрузки I_н при U = U _н = const, n = n_н = const и cos (p = const). Эта характеристика показывает, как выбрать ток возбуждения, при кото­ром напряжение на зажимах генератора оставалось бы постоянным при изменениях нагрузки.

Чтобы экспериментально получить регулировоч­ную характеристику, нужно сначала включить гене­ратор и сообщить его ротору номинальную скорость вращения n_н при холостом ходе, а потом путем из­менения тока возбуждения добиться получения но­минального напряжения U_н. Далее, постепенно уве­личивают ток нагрузки и снимают характеристику, добиваясь в каждой точке постоянства напряжения на зажимах машины (U = U_н = const) путем регу­лирования тока возбуждения.