Расчёт и построение основных характеристик

О рабочих свойствах электрической машины судят по ее характеристикам. Основными характеристиками генераторов являются внешняя, регулировочная, U -образная и угловая, причем определяются они при n= const.

Для построения характеристик могут быть использованы диаграммы Блонделя или Потье. Ниже приведен порядок построения основных характеристик с использованием совмещенной диаграммы Потье.

Регулировочная характеристика – зависимость при U_*= constи cosφ=сonst(рис. 15.1). Для построения одной характеристики задают ряд (три–пять) значений тока I_* в пределах от 0 до 1 и при одних постоянных значениях U_* и cosφ строят совмещенные векторные диаграммы, по полученным величинам ЭДС из которых с помощью характеристики холостого хода находят токи I _в*, равные в относительных единицах МДС F _{во *}, исоответствующие заданным токам I_*. Регулировочные характеристики при U_*>U'>U _нстроят аналогичным образом.

Рис. 15.1

Внешняя характеристика – зависимость при I _{вн *} = const и cosφ_н=сonst(рис. 15.2). Одна точка этой характеристики имеет координаты U_* =1; I_* = 1. При I_* = 0 напряжение U_*=E _он* берут из векторной диаграммы дляслучая I_*= I _{н *}. Промежуточные точки характеристики находят пересечением семейства регулированных характеристик прямой I _{в *} =I _{вн *}.

U -образные характеристики I_*=f (I _в*) при P=mUI cosφ=const(рис. 15.3) получают путем построения ряда векторных диаграмм при U_*= 1=constи I _*cosφ=const (рис. 15.4).

Для каждого значения I _(1)*, I _(2)* и т.д. определяют Е _*, по значениям которых с помощью характеристики холостого хода находят значения I _в*. Построение угловой характеристики P=f( θ ) при U_*= 1 и E _он = constс учетом насыщения связано с большими трудностями. Ниже приведен расчёт этой характеристики без учета насыщения, при этом параметры принимают постоянными, равными их значениям для ненасыщенной машины. Порядок построения описан в примере расчета синхронного генератора.

Угловую характеристику при U_* = 1 в относительных единицах строят по уравнению

ЭДС Е '_о* определяют по продолжению прямолинейной части характеристики холостого хода при I _в*= I _вн*.

Рис. 15.2 Рис. 15.3

Рис. 15.4

По угловой характеристике определяют статическую перегружаемость k _м= Р _м/ Р _н. Если пренебречь активным сопротивлением (что допустимо для машин средней и большой мощности), то можно считать, что Р _м*/ Р _н*= М _м*/ М _н*, где М _м* и М _н*– максимальный и номинальный моменты в относительных единицах.