,
rn и
xn (рис. 59) следует понимать эквивалентные сопротивления группы приемников, получающих питание от генератора.
В цепь обмотки возбуждения ОВ генератора, питаемой постоянным током, включен реостат rp , служащий для регулирования тока возбуждения IB , а в конечном итоге – напряжения U на выводах обмотки якоря генератора.
Рис. 59. Простейшая схема включения синхронного генератора
Для упрощения дальнейшего изложения условимся считать, что эквивалентной ЭДС E я1 соответствует некоторый вращающийся магнитный поток якоря Ф я1, эквивалентный в отношении создаваемой им ЭДС потокам Ф р и Ф я.
Для любой из фаз обмотки якоря (см. рис. 59) можно написать: E 0 = I – ( r + jIxc + U ).
Обычно сопротивление r значительно меньше xc . Поэтому при качественном анализе явлений в синхронных машинах сопротивление r можно не учитывать. Тогда E 0 = jIxc + U .
Напряжение на выводах генератора и приемника может быть выражено в соответствии с законом Ома:
Углы сдвига фаз между током и напряжением φ, током и ЭДС ψ определяются по формулам:
Зная ЭДС, напряжение, ток и углы сдвига фаз, нетрудно найти мощности генератора. Например, электромагнитную мощность Р эм, вырабатываемую генератором, и активную мощность Р φ, отдаваемую им приемнику, найдем по формулам:
Р эм = 3 E 0 I cos ψ; Р φ = 3 UI cos φ.
Мощность Р эм отличается от мощности Р на значение потерь мощности в активном сопротивлении обмотки якоря:
Р эм = Рφ +Δ P я = 3 UI cos φ + 3 I 2 r я.
Из формул следует, что ток, напряжение, углы сдвига фаз и мощности зависят при заданных значениях Е 0 и хс исключительно от значений и характера сопротивлений приемника. Напряжение U на выводах генератора отличается от ЭДС Е 0 за счет падения напряжения в сопротивлении хс .
62. ВЕКТОРНЫЕ ДИАГРАММЫ СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА
Построение векторной диаграммы можно начать с вектора ЭДС Е 0 (рис. 60а). Зная, что к генератору подключена, например, активно-индуктивная нагрузка, под углом ψ к вектору ЭДС Е 0 откладываем вектор тока I . Под углом φ к вектору тока I следует провести линию ОА, на которой в дальнейшем будет расположен вектор напряжения генератора U . Так как ток I должен отставать по фазе на 90° от индуктивного падения напряжения jIxc , то из конца вектора ЭДС Е 0 следует опустить перпендикуляр БВ на вектор тока.
Точка Г определит конец и начало векторов напряжения U и падения напряжения jIxc . Cумма векторов напряжения U и падения напряжения jIxc должна быть равна вектору ЭДС Е 0.
Рис. 60. Векторные диаграммы синхронного генератора
Учитывая, что постоянные по значению вращающиеся магнитные потоки могут быть заменены эквивалентными пульсирующими потоками, изменяющимися во времени по синусоидальному закону, на векторной диаграмме (рис. 60а) можно изобразить векторы потоков