0 и
Ф я1, а также вектор результирующего потока
Ф, сцепленного с обмоткой якоря:
U = E 0 + jIxc = E 0 + Е я1.
ЭДС Е 0 и Е я1, индуктируемые потоками Ф 0 и Ф я1, можно заменить эквивалентной ЭДС якоря E , индуктируемой результирующим потоком Ф , U = E – E 0 + Е я1.
Так как ЭДС пропорциональны соответствующим магнитным потокам, то вместо последнего выражения можно написать:
Ф = Ф 0 + Ф я1.
На рисунке 60а произведено построение вектора результирующего потока Ф . Как видно, все ЭДС отстают от соответствующих потоков на 90°. Магнитный поток Ф я1 совпадает по фазе с возбуждающим его током I .
Из подобия треугольников ОБГ и ОДЖ (рис. 60а) вытекает, что ЭДС E 0 сдвинута по фазе относительно напряжения U на такой же угол θ, на какой магнитный поток Ф 0 сдвинут по фазе относительно потока Ф . Тот же угол θ при данной нагрузке генератора существует и между пространственными векторами МДС F 0 и F (рис. 60б), а значит, и между осями магнитных потоков Ф 0 и Ф генератора.
Рассмотренная диаграмма (рис. 60а) соответствует активно-индуктивной нагрузке. На рисунках 60в и 60г приведены диаграммы, построенные для тех же ЭДС Е 0 и тока I , что и на рисунке 60а, но для активной и активно-емкостной нагрузок. Диаграмма, изображенная на рисунке 60д, соответствует работе генератора вхолостую.
63. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА
Для оценки свойств синхронных генераторов используют те же характеристики, что и для генераторов постоянного тока. Только условия, при которых определяются внешняя и регулировочная характеристики, несколько дополняются.
Характеристика холостого хода. Основной магнитный поток синхронного генератора является функцией тока возбуждения, т. е. Ф 0( IB ):
Рис. 61. Внешние характеристики синхронного генератора
Рис. 62. Регулировочные характеристики синхронного генератора
Внешняя характеристика генератора независимого возбуждения U ( I ) определяется при следующих условиях:
n = const и IB = const.
Так как напряжение синхронного генератора зависит при прочих равных условиях еще и от характера нагрузки, то дополнительным условием, при котором следует определять внешнюю характеристику синхронного генератора, должно быть постоянство коэффициента мощности, т. е. cos φ = const.
Внешние характеристики синхронного генератора при активной (φ = 0), активно-индуктивной (φ > 0) и активно-емкостной (φ < 0) нагрузках приведены на рисунке 61.
Относительное изменение напряжения генератора оценивают по формуле:
где Ux – напряжение генератора при холостом ходе ( I = 0), равное ЭДС;
U