Параметры С.Г. и их опытное определение

В предыдущих лекциях было показано, что основными параметрами С.Г. в установившихся нормальных режимах (при симметричной нагрузке) являются индуктивные сопротивления реакции якоря Х_аd; Х_аq Х_а, индуктивное сопротивление рассеяния Х_s и активное сопротивление обмотки статора, а также омическое сопротивление обмотки ротора. Естественно, что все эти параметры можно определить расчетным путём в процессе проектирования С.Г., однако, для инженеров – электриков-эксплуатационников наибольший интерес представляют экспериментальные методы определения параметров С.Г.

	Рисунок 2. Нагрузочная индукционная характеристика при I1 = I1н; Cosφ = 0.

Отметим при этом, что активное сопротивление обмотки статора R₁ очень мало по сравнению с величинами Х_аd; Х_аq; Х_а, поэтому величиной R₁ можно зачастую пренебречь.

Кроме того, еще раз отметим, что полному магнитному потоку статора отвечают индуктивные (синхронные) сопротивления.

Х_d = Х_аd + Х_s; Х_q = Х_аq + Х_s; Х_с= Х_а+ Х_s.

а) Определение сопротивления Х _d.

Для определения ненасыщенного значения Х_d используются Х.Х.Х. и Х.К.З.

Если провести касательную к Х.Х.Х. из точки О (пунктирная линия на рисунке 3) и выбрать произвольно любое значение тока I_к, то с помощью Х.К.З. нетрудно определить какое-то значение фазного напряжение U₁ на спрямленной Х.Х.Х., которое соответствует току трехфазного К.З. I_к. Для этого надо провести перпендикуляр к оси абсцисс через точку В до точки А. При установившемся К.З. полное сопротивление фазы статора равно

.

Если пренебречь значением R₁, то легко найти, что .

Для большей точности Х.Х.Х. и Х.К.З. следует снимать, изменяя ток возбуждения лишь в одном направлении, избегая гистерезиса.

Для определения Х_d можно использовать Х.Х.Х. и нагрузочную индуктивную характеристику при токе в обмотке статора, равном его номинальному значению.

В этом случае, пренебрегая активным сопротивлением, можно

		Рисунок 4. Нагрузочная характеристика при I1 = I1Н; Cos j = 0

определить как насыщенное, так и ненасыщенное значение индуктивного сопротивления Х_d по формулам, приведенным ниже.

Для насыщенного значения Х_d проводят перпендикуляр к оси абсцисс в насыщенной области Х.Х.Х. Тогда:

.

Это метод «падения» напряжения в фазе обмотки статора. Естественно, что значения Е₁₀; U₁; I_1Н – фазные.

Для определения ненасыщенного значения Х_d перпендикуляр «ас» проводят в области ненасыщенной части Х.Х.Х., но не левее точки I_ВКН, и используют спрямленную Х.Х.Х. Формула аналогична.

.

Величину индуктивного сопротивления Х_d в относительных единицах легко определить через ОКЗ по формуле , а затем перейти к физическим единицам: .

Значение ОКЗ определяют с помощью Х.Х.Х. и Х.К.З., как показано на предыдущей лекции.

в) Определение индуктивного сопротивления рассеяния Х _s.

Для этого необходимо экспериментально снять три характеристики: Х.Х.Х.; Х.К.З. и индуктивную нагрузочную.

Рисунок 5

Построение

нагрузочной

характеристики.

Задавшись значением тока статора I_1Н по Х.К.З. определяем точку «С» реактивного треугольника, соответствующую току

возбуждения I_ВКН.

Отложим на оси ординат значение напряжения U_1Н и проведем горизонталь до пересечения с нагрузочной индуктивной характеристикой в точке С’. От нее влево отложим отрезок С^/О^/ = СО равный отрезку СО, пропорциональному току I_ВКН. Через полученную точку О^/ проведем прямую, параллельную начальной прямолинейной части характеристики холостого хода до пересечения с ней же в точке А^/. Из точки А^/ опустим перпендикуляр А^/В^/ до пересечения с отрезком С^/О^/ в точке В^/. В результате получим реактивный треугольник А^/В^/С^/, равновеликий треугольнику АВС, полученному ранее. Отрезок А^/В^/ в масштабе напряжения определяет величину ЭДС рассеяния Е_S, следовательно, индуктивное сопротивление рассеяния Х_S определяется формулой: .

г) Определение активного сопротивления R₁.

Активное сопротивление R₁ можно определить по данным опыта короткого замыкания, если при этом определить путем измерений мощность Р_К всех трех фаз обмотки статора. Тогда

.

Или воспользоваться методами измерения омического сопротивления и учесть коэффициент К_f, который определяет увеличение сопротивления за счет вихревых токов. Он равен обычно:

К_f = 1,04 ¸ 1,1 f₁ = 50 Гц.