Изменение напряжения на выходе генератора при изменении нагрузки

Синхронные генераторы функционируют в условиях изменения коэффициента мощности в широких пределах. С учетом введенного сопротивления напряжение на выходе генератора и ЭДС фазы генератора связаны соотношением.

.

Этому уравнению соответствует схема замещения, представленная на рис. 18.

Рис. 18.

Рис. 19.

Если начальную фазу тока нагрузки принять равной нулю, то векторная диаграмма тока и напряжений при произвольном коэффициенте мощности нагрузки будет выглядеть так, как это представлено на рис. 19.

При постоянном токе возбуждения ЭДС холостого хода остается постоянной. На изменение напряжения на выходе генератора оказывает влияние изменение коэффициента мощности нагрузки. Изменение величины сопротивления нагрузки приводит также к изменению напряжения на выходе генератора.

Рис. 20.

Рассмотрим изменение выходного напряжения, вызванное изменением коэффициента мощности нагрузки (рис. 7.20) при постоянном токе .

При изменении? от 90 до +90 конец вектора ЭДС опишет окружность радиусом Е в пределах от точки, А до точки В. Вектор выходного напряжения будет выходить из точки и при изменении будет скользить по полученной окружности. Из практики известно, что у реальных генераторов больше сопротивления обмотки якоря в 6…10 раз, поэтому модуль выходного напряжения практически всегда будет увеличиваться при уменьшении угла от +90 до 90 .

Если пренебречь активным сопротивлением, то минимальное напряжение на выходе будет равно и максимальное напряжение.

.

График зависимости выходного напряжения в функции изображен на рис. 21.

На рис. 22 изображена векторная диаграмма при произвольном токе и при .

Рис. 21.

Рис. 22.

Длина векторов и пропорциональна току, поэтому при изменении тока начало вектора всегда будет находиться на прямой, а конец вектора на окружности. Так как является величиной неизменной, то все векторы напряжений при различных значениях тока будут параллельны.

Так при уменьшении тока в два раза падение напряжения на сопротивлении и индуктивном сопротивлении уменьшится в два раза. Начало вектора выходного напряжения из точки перейдет в точку. Выходное напряжение увеличится и будет равно .

При емкостном характере нагрузки (рис. 23) уменьшение тока приводит к уменьшению напряжения на выходе генератора .

Рис. 23.

Графики зависимости выходного напряжения от тока нагрузки называют внешними характеристиками, которые будут рассмотрены ниже.

Основные характеристики синхронного генератора Рассматривают пять основных характеристик синхронного генератора:

• 1) характеристику холостого хода,
• 2) характеристику короткого замыкания,
• 3) нагрузочные характеристики,
• 4) внешние характеристики,
• 5) регулировочные характеристики.