Неявнополюсный генератор. В насыщенной машине исключается возможность раздельного определения потоков от МДС возбуждения и МДС реакции якоря

В насыщенной машине исключается возможность раздельного определения потоков от МДС возбуждения и МДС реакции якоря . В этом случае результирующий поток определяется по суммарной МДС

. (5.11)

Если пренебречь потоками рассеяния и , то можно считать, что насыщение генератора при нагрузке определяется только результирующим потоком . В неявнополюсном генераторе магнитное сопротивление для этого потока не зависит от положения его оси относительно ротора, поэтому суммарная МДС при нагрузке создает такой же магнитный поток, что и равная ей МДС обмотки возбуждения в режиме холостого хода. Отсюда следует, что связь между и будет определяться кривой намагничивания генератора при холостом ходе (рис. 5.16). В относительных единицах эта кривая совпадает с характеристикой холостого хода (х.х.х.), поэтому по ней можно определить ЭДС , соответствующую суммарной МДС .

В действительности на насыщение стали заметное влияние оказывают потоки рассеяния обмоток статора и возбуждения. При изменении нагрузки соотношение между потоками рассеяния и результирующим потоком меняется, поэтому кривая намагничивания при нагрузке будет также меняться, отклоняясь от характеристики холостого хода (пунктирная линия на рис. 5.16). Величина ЭДС , найденная по этой кривой совместно с ЭДС рассеяния , определяет напряжение насыщенного генератора:

.

Расчет магнитной характеристики генератора при нагрузке весьма сложен, поэтому часто пользуются характеристикой холостого хода, заменяя на и внося поправку в величину сопротивления рассеяния обмотки статора:

, (5.12)

где - сопротивление Потье, названное по имени автора, предложившего этот метод.

Сопротивление Потье должно быть такой величины, чтобы расчетной ЭДС по характеристике холостого хода соответствовало действительное значение суммарной МДС . Уравнения МДС (5.11), напряжений (5.12) и характеристика холостого хода (рис. 5.16) позволяют рассчитать рабочие режимы синхронного генератора с учетом насыщения.

Пусть требуется рассчитать МДС обмотки возбуждения , обеспечивающую требуемое напряжение при нагрузке, заданной током и коэффициентом мощности .

Решение выполняется графическим методом с помощью векторной диаграммы (рис. 5.17). На оси ординат характеристики холостого хода откладывается вектор напряжения . Положение вектора тока и соответствующей ему МДС задается углом j. Зная положение векторов и , находим согласно уравнению (5.12) ЭДС :

.

Модуль этой ЭДС определяет по характеристике холостого хода суммарную МДС . Вектор опережает вектор ЭДС на 90°. Вычитая из него (согласно (5.11)) вектор МДС реакции якоря , находим искомый вектор МДС обмотки возбуждения:

.

Обращаясь вновь к характеристике холостого хода, определяем по модулю МДС величину ЭДС холостого хода . Вектор ЭДС отстает от вектора МДС обмотки возбуждения на 90°. Угол между векторами и определяет рабочий угол Q, а разница модулей этих векторов

показывает величину изменения напряжения генератора при сбросе нагрузки. По условиям безопасности работы генератора и вспомогательного оборудования, получающего питание от генератора, величина не должна превышать .