Векторные диаграммы синхронного генератора

Воспользовавшись уравнением ЭДС (20.28), построим век­торную диаграмму явнополюсного синхронного генератора, работающего на активно- индуктивную нагрузку (ток İ1 от­стает по фазе от ЭДС Ео). Векторную диаграмму строят на основании следующих данных: ЭДС генератора в режиме х. х. Е₀; тока нагрузки I1 и его угла сдвига r1>1 относительно ЭДС Ео, продольного xad и поперечного xaq 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 неявнрполюеного

(в и г) 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 Ео и под углом ψ1 к нему — вектор тока U. Последний разложим на составляющие: реактивную İd= I1sinψ1 и актив­ную İq = İ1cos ψ1. Далее, из конца вектора Ёо откладываем век­торы ЭДС Е1d = —jİdxad, Е1q = —jİqxaq; Еσ1 —j İ1xl; Ůa1 = - İ1r1,

Соединив конец вектора Ůa1 с точкой О, получим вектор на­пряжения U1, значение которого равно геометрической сумме векторов ЭДС [см. (20.28)].

При построении векторной диаграммы генератора, работаю­щего на aктивно- емкостную нагрузку (ток İ1 опе­режает по фазе ЭДС Ео), вектор тока U откладывают влево от вектора ЭДС (рис. 20.8,6), а направление вектора Е1d - устанав­ливают согласно с направлением вектора ЭДС Ё0, 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 Ео откладывают под углом к вектору тока Л (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 Еad; при работе генератора на активно- индуктивную нагрузку, т. е. с током İ1, отстающим по фазе от ЭДС Е₀, напряжение на выводах обмотки статора Ů1 с увеличе­нием нагрузки уменьшается, что объясняется размагничивающим влиянием реакции якоря. При работе генератора на активно- емкостную нагрузку (с током İ1, опережающим по фазе ЭДС Ео) напряжение U1 с увеличением нагрузки повышается, что объяс­няется подмагничивающим влиянием реакции якоря (рис. 20.8, г).