Расчет синхронных машин

2. Расчет синхронных машин

Трехфазный синхронный генератор включён в сеть и нагружен симметричной нагрузкой. Значения величин в относительных единицах, характеризующий номинальный режим работы генератора, составляют напряжение выводов обмотки статора U_н=1 о.е. и коэффициент мощности нагрузки cos . Кроме того, заданы значения других величин в о.е.: активного R_a; индуктивного Х_р сопротивлений обмотки статора магнитодвижущей силы (МДС) продольной реакции якоря F₀ при номинальном токе статора и заданном значении cos  нагрузки. По условию также задана нормальная характеристика холостого хода генератора.

Нормальная характеристика холостого хода синхронного генератора

Таблица 2.1 – Исходные данные (вариант 5)

Решение:

1.) Эскиз магнитной системы неявнополюсной синхронной машины показан на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1- Эскиз магнитной системы неявнополюсной синхронной
машины

2.) Строим диаграммы Потье:

2.1.) Диаграмма Потье для I_н.

Порядок построения

1.) Строим характеристику холостого хода

Е=f(I_в)

В масштабе I_в=F_в=1 о.е.=50 мм

Е=U_н×1 о.е.=100 мм

При построении учесть F_в=I_в

2.) Слева от характеристики холостого хода в масштабе откладываем U_н=1 о.е.

3.) под фазовым углом _н в сторону отставания от вектора U_н намечаем направление вектора тока I_н, а в направлении вектора тока строим вектор

F_а=0,85× 50 = 42,5 мм

_н= arcos  = arcos 0,74= 42,27⁰

4.) К вектору U_н прибавляем векторы падения напряжения на активном и индуктивном сопротивлениях обмотки статора

U_н+I_нR_a+I_нХ_r= Е_δн

Падение напряжения на активном сопротивлении совпадает по направлению с током

I_нR_a=0,02*0,85*100 = 1,7 мм

Падение напряжения на индуктивном сопротивлении опережает ток на угол 90⁰

I_нХ_р = 0,1*0,85*100=8,5 мм

Е_δн=Е_гн =1,07 о.е

5.) По найденной ЭДС Е_δн и используя характеристику холостого хода, определяем F_δн в о.е. Для этого Е_δн откладываем на оси ординат характеристики холостого хода (т.А). Затем от (т.А) проводим линию параллельно оси абсцисс до встречи характеристики холостого хода в (т.А). Проецируя (т.А₁) на ось абсцисс, получаем (т.А₂).

Отрезок ОА₂= F_δн =1,1 о.е.

Вектор результирующей МДС F_δн генератора опережает вектор обусловленной ЭДС Е_δн на угол 90⁰,его строят в левой части диаграммы

F_он=F_δн+(-F_а)

Для получения МДС F_он следует вектор МДС F_а с обратным знаком построить с конца вектора F_δн

F_он=I_В=1,62 о.е.

6.) Для определения ЭДС обмотки статора, откладываем на оси абсцисс F_он=1,62 о.е. проводим линию параллельную оси ординат до пересечения с характеристикой холостого хода в (т.В₁). Спроецировав (т.В₁) на ось ординат получает (т.В₂) и одинаковые отрезки ВВ₁ и ОВ₂=Е_он в о.е. равные Е_он=1,25 о.е.

9 источников литературы