На рис. 4-67 представлена диаграмма генератора, работающего с различными токами и cos φ, но при постоянном напряжении и постоянной мощности, отдаваемой в сеть.

Рис. 4-67. Диаграммы генератора при различных возбуждениях (при U = const и Р = const).

Рассмотрим сначала работу генератора стоком I и cos φ = l. Проекция  на линию 0А, перпендикулярную к , равна . Следовательно, эта проекция при постоянных напряжении U и синхронном сопротивлении х_с может служить мерой мощности машины, равной .

Если при постоянной мощности (Р = Р_эм = const) изменить возбуждение, то изменится э.д.с. Е₀, но ее проекция на линию, перпендикулярную к U, при этом должна остаться неизменной. Таким образом, при изменении возбуждения конец вектора э.д.с.  будет скользить по прямой АВ.

Из рис. 4-67 следует, что при перевозбуждении  генератор работает с отстающим током, а при недовозбуждении) — с опережающим током.

Ток  всегда направлен под углом  к . Конец вектора  при изменении возбуждения будет скользить по прямой CD, так как активная составляющая тока cos φ = const.

Переход от одного установившегося режима к другому при изменении возбуждения протекает следующим образом (рис. 4-67). Допустим, например, что э.д.с. E₀ увеличивается до . Угол θ не может измениться столь же быстро до θ' вследствие инерции вращающихся частей. Увеличение Е₀ при том же значении угла θ вызовет увеличение электромагнитной мощности, которая в течение некоторого промежутка времени будет больше мощности на валу. Поэтому ротор должен замедлить свое вращение. Угол θ при этом должен уменьшаться. После нескольких затухающих колебаний получается установившийся режим работы при новых значениях  и θ', при которых электромагнитная мощность снова соответствует мощности на валу.

В течение переходного процесса, связанного с небольшим изменением угловой частоты ротора, регуляторы частоты первичных двигателей обычно не успевают подействовать, так как их чувствительность относительно невелика.

Следовательно, изменение возбуждения вызовет лишь изменение реактивной составляющей тока.

Для изменения активной составляющей тока или активной мощности, отдаваемой в сеть, необходимо изменить мощность, создаваемую первичным двигателем. Например, для увеличения мощности с Р до Р' нужно соответственно увеличить мощность на валу машины. Тогда вектор Е₀  при изменении возбуждения будет скользить по линии А'В' (рис. 4-67). Линии AВ, А'В', параллельные вектору , называются линиями постоянной мощности синхронного генератора.

Опытным путем можно найти зависимости тока статора от тока возбуждения I = f(I_в) при U = const и Р = const. Соответствующие кривые для различных значений Р показаны на рис. 4-68.

Рис. 4-68. V-образные кривые генератора.

Вследствие их сходства с латинской буквой V они называются V-образными кривыми. На рис. 4-68 видно, что для каждой мощности существует такое возбуждение, при котором ток статора синхронного генератора будет минимальным. Этому току соответствует cosφ = l. На рис. 4-68 кривая минимальных токов показана пунктиром. Она, очевидно, представляет собой регулировочную характеристику при cosφ = l.

V-образные кривые могут быть также найдены при помощи векторных диаграмм, для построения которых должны быть известны характеристика холостого хода и параметры машины.

Вверх

Глава 5