U-образные кривые синхронного генератора

Рис. 21.11. U-образные характерис­тики синхронного генератора

Зависимость тока статора I1 от тока в обмотке возбуждения Iв при неизменной активной нагруз­ке генератора выражается графи­чески U-образной кривой. На рис. 21.11 представлены U-образные кривые I1 = f(I) при Р2 = const. Кривые построены для разных значений активной нагрузки: Р2 = 0; Р2 = 0,5Рном и Р2 = Рном.

U-образные кривые синхронного генератора показывают, что любой нагрузке генератора соответствует такое значение тока возбуждения Iв', при котором ток статора I1 становится минималь­ным и равным только активной составляющей: Ilmin = I1 cosφ1 = Iq. В этом случае генератор работает при коэффициенте мощности cosφ1= 1.

Значения тока возбуждения, соответствующие cosφ1= 1 при различной нагрузке генератора, показаны на рис. 21.11 пунктирной кривой. Некоторое отклонение этой кривой вправо указывает на то, что при увеличении нагрузки ток возбуждения, соответствующий cosφ1 = l, несколько возрастает. Объясняется это тем, что при росте нагрузки необходимо некоторое увеличе­ние тока возбуждения, компенсирующее активное падение напря­жения.

Необходимо иметь в виду, что при постепенном уменьшении тока возбуждения наступает такое минимальное его значение, при котором магнитный поток обмотки возбуждения оказывается настолько ослабленным, что синхронный генератор выпадает из синхронизма — нарушается магнитная связь между возбужден­ными полюсами ротора и вращающимся полем статора. Если соединить все точки минимально допустимых значений тока воз­буждения на U-образных кривых (штриховая линия в левой ча­сти рис. 21.11), то получим линию предела устойчивости работы синхронного генератора при недовозбуждении.

С точки зрения уменьшения потерь генератора наиболее вы­годным является возбуждение, соответствующее минимальному току статора, т. е. когда cosφ1= 1. Но в большинстве случаев нагрузка генератора имеет индуктивный характер и для компен­сации индуктивных токов (отстающих по фазе от напряжения сети) приходится несколько перевозбуждать генератор, создавая условия, при которых ток статора İ1 опережает по фазе напряже­ние сети Uc. Следует отметить, что для сохранения coscpi неиз­менным при изменениях активной нагрузки генератора требуется одновременное изменение тока возбуждения генератора.