Векторные диаграммы синхронного генератора

Воспользовавшись уравнением ЭДС (20.28), построим векторную диаграмму явнополюсного синхронного генератора, работающего на активно-индуктивную нагрузку (ток отстает по фазе от ЭДС ). Векторную диаграмму строят на основании следующих данных: ЭДС генератора в режиме х.х. ; тока нагрузки , и его угла сдвига ψ₁, относительно ЭДС ; продольного х_ad и поперечного х_aq индуктивных сопротивлений реакции якоря; ак­тивного сопротивления фазной обмотки статора r₁.

При симметричной нагрузке генератора диаграмму строят лишь для одной фазы.

Рис. 20.8. Векторные диаграммы явнополюсного

(а и б) и неявнополюсного (в и г) синхронных генераторов:

а и в — при активно-индуктивной нагрузке; б и г — при активно-емкостной нагрузке.

Рассмотрим порядок построения векторной диаграммы (рис 20.8, а). В произвольном направлении откладываем вектор ЭДС и под углом ψ₁ к нему — вектор тока . Последний разло­жим на составляющие: реактивную = sin ψ₁, и активную = sin ψ₁ . Далее, из конца вектора откладываем векторы ЭДС ,

, , .

Соединив конец вектора с точкой О, получим вектор напряжения , значение которого равно геометрическом сумме векторов ЭДС [см. (20.28)].

При построении векторной диаграммы генератора, работающего на активно-емкостную нагрузку (ток опережает по фазе ЭДС ), вектор тока , откладывают влево от вектора ЭДС (рис. 20.8, б), а направление вектора устанавливают согласно с направлением вектора ЭДС , так как при емкостном характере нагрузки реакция якоря имеет подмагничивающий характер. В остальном порядок построения диаграммы остается прежним.

Векторную диаграмму синхронного неявнополюсного генератора строят на основании уравнения (20.32), при этом вектор откладывают под углом ψ₁ к вектору тока (рис. 20.8,в)

Следует отметить, что построенные векторные диаграммы не учитывают насыщения магнитной цепи, поэтому отражают лишь качественную сторону явлений. Но тем не менее эти диаграммы дают возможность сделать следующие выводы: основным факто­ром, влияющим на изменение напряжения нагруженного генератора, является продольная составляющая магнитного потока яко­ря, создающая ЭДС ; при работе генератора на активно-индуктивную нагрузку, т. е. с током , отстающим по фазе от ЭДС , напряжение на выводах обмотки статора, с увеличе­нием нагрузки уменьшается, что объясняется размагничивающим влиянием реакции якоря. При работе генератора на активно-емкостную нагрузку (с током , опережающим по фазе ЭДС ) напряжение с увеличением нагрузки повышается, что объясня­ется подмагничивающим влиянием реакции якоря (рис. 20.8, г).