Векторная диаграмма явнополюсного генератора без учета насыщения
Можно считать, что в воздушном зазоре явнополюсного ненасыщенного синхронного генератора независимо существуют три магнитных потока: поток, созданный обмоткой возбуждения ФB, поток продольной реакции якоря Фad и поток поперечной реакции якоря Фаq. Каждый из этих потоков индуцирует в обмотке якоря ЭДС. Согласно второму закону Кирхгофа для обмотки якоря, подключенной к нагрузке, можно записать уравнение
В ненасыщенной машине ЭДС Ead, индуцируемая потоком Фad, будет пропорциональна продольному току Id:
Коэффициент пропорциональности хad называется индуктивным сопротивлением реакции якоря по продольной оси.
Для ЭДС Eaq можно записать аналогично:
Коэффициент пропорциональности хaq называется индуктивным сопротивлением реакции якоря по поперечной оси. Через E0 обозначена ЭДС, индуцируемая в обмотке якоря от потока возбуждения, созданного током IB.
Индуцируемые в обмотке якоря ЭДС отстают по фазе от соответствующих потоков и создающих их токов на угол π/2. В комплексной форме будут иметь вид
получим
|
По уравнению (1) на рис. 5 построена векторная диаграмма явнополюсного генератора, работающего на активно-индуктивную нагрузку. При построении предполагалось, что были известны I, Е0, ψ и параметры генератора. Требовалось определить напряжение генератора U. При построении диаграммы предварительно ток I раскладывают на составляющие Id и Iq, а затем из Е0 вычитают векторы падений напряжения в той последовательности, как они записаны в (1). Заметим, что проведенный штриховой линией на рис. 5 вспомогательный отрезок ab, конец которого лежит на векторе Е0, равен:
Этот отрезок потребуется в дальнейшем для определения направления вектора ЭДС Е0.
Преобразуем уравнение (1). Для этого вектор падения напряжения в индуктивном сопротивлении рассеяния обмотки якоря выразим через составляющие тока I;
|
Подставляя (2) в (1), после преобразования получаем
Обозначим сумму индуктивных сопротивлений при токе Id через хd:
а сумму индуктивных сопротивлений при токе Iq через xq:
Индуктивное сопротивление xd носит название синхронного индуктивного сопротивления по продольной оси, а хq — синхронного индуктивного сопротивления по поперечной оси.