§ 5.18. УПРОЩЕННАЯ ВЕКТОРНАЯ ДИАГРАММА СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА

Зависимость изменения напряжения от нагрузки генератора удобно выяснять с помощью векторных диаграмм синхронного генератора при различных нагрузках. Рассмотрим случай, наиболее часто встречающийся на практике, — случай активно-индуктивной нагрузки.

Построение векторной диаграммы начнем с произвольного расположения вектора ЭДС (рис. 5-32). От этого вектора под углом сдвига фаз отложим вектор тока

Поскольку в соответствии с векторным уравнением электрического равновесия синхронного генератора (5.38) напряжение U на его зажимах меньше ЭДС на величину индуктивного падения напряжения поэтому для построения вектора напряжения отложим из конца вектора ЭДС перпендикулярно вектору тока вектор падения напряжения . Соединив точку О с концом вектора получим вектор напряжения U на зажимах генератора.

Полученный угол между векторами и U определяет характер нагрузки.

Постоянные по величине вращающиеся магнитные потоки ротора и статора можно заменить переменными потоками, изменяющимися по тому же синусоидальному закону, что и создаваемые ими ЭДС и токи, поэтому на этой же диаграмме можно построить магнитные потоки ротора, статора и результирующий магнитный поток генератора.

Магнитный поток полюсов (поток ротора ), индуцирующий ЭДС , отстает от ЭДС по фазе на четверть периода а поток статора созданный током нагрузки совпадает с ним по фазе. Построив векторы можно получить вектор результирующего потока Ф из условия:

Векторные диаграммы для различных по характеру нагрузок показывают, что изменения напряжения на зажимах генератора U и результирующего магнитного потока Ф зависят не только от внутреннего индуктивного падения напряжения и магнитного патока статора , но и от характера нагрузки. Так, при активной и активно-индуктивной нагрузке машина размагничивается, а при активно-емкостной — подмагничивается, что приводит к соответствующим изменениям ЭДС и напряжения на зажимах генератора.