Работа синхронной машины при постоянной мощности и переменном возбуждении

Изменение тока возбуждения вызы­вает изменение только реактивных составляющих тока и мощности якоря. Рассмотрим теперь зависимость величины тока I от тока возбуждения i_f при Р = const в случае параллельной работы ма­шины с сетью бесконечной мощности (U = const, I = const). Для простоты определим эту зависимость для неявнополюсной машины,

так как получаемые при этом результаты характерны также для явнополюсной машины, причем будем рассматривать приведенные к обмотке якоря значения тока возбуждения.

При Р = const активная составляющая тока Ia = const. Поэ­тому на векторной диаграмме рис. конец вектора I скользит по прямой АВ. Если положить для простоты , то внутрен­няя э. д. с. Е = U = const и соста­вляющая тока возбуждения i'_f , соз­дающая результирующий поток Ф , также постоянна. Полный ток возбуж­дения

легко определяется по диаграмме. Конец вектора i'_f находится в точ­ке О', а его начало, очевидно, также скользит по прямой АВ. На рис. сплошными линиями построена диа­грамма токов для одного значения i'_f, а штриховыми линиями — несколько диаграмм для других значений i'_f. Концы векторов I и начала век­торов i'_f располагаются в точках /, 2, 3, 4 на прямой АВ.

Из рис. следует, что при непрерывном изменении ток I и cos также беспрерывно изменяются, причем при некотором значении i'_f величина I мини­мальна и cos = 1, а при уве­личении i'_f (режим перевозбуж­дения) и уменьшении i'_f (режим недовозбуждеиия) против ука­занного значения i'_f величина тока I возрастает, так как растет его реактивная составляющая. Более точно зависимость I=f(i'_f) можно определить путем построе­ния точных векторных диаграмм.

На рис. представлен характер зависимостей I =- f (i_f) при разных значениях Р = const.

Эти зависимости по виду назы­ваются также U-образными ха­рактеристиками. Минимальное значение / для каждой кривой определяет активную составляю­щую тока якоря I_a и величину мощности

для которой построена данная кривая. Нижняя кривая соответ­ствует Р = 0, причем i_f0 — значение тока возбуждения при Е = U. Правые части кривых соответствуют перевозбужденной машине и отдаче в сеть индуктивного тока и реактивной мощности, а левые части — недовозбужденной машине, отдаче в сеть емкостного тока и потреблению реактивной мощности. Кривая = 0 или cos = 1 отклоняется при увеличении мощности вправо, так как вследствие падения напряжения возрастает значение е , и необходимый ток возбуждения при cos = 1. Кривая ОС на рис. в сущности является регулировочной характеристикой машины при cos = 1

Точка А на рис. соответствует холостому ходу невозбуж­денной машины. При этом из сети потребляется намагничивающий ток

Угол нагрузки возрастает при движении вдоль кривых рис. справа налево, так как, при меньших i_f и Е угол при Р = const увеличивается. Линия АВ представляет собой границу устойчивости, на которой = кр. При дальнейшем уменьшении i_f машина выпадает из синхронизма. U-образные характеристики генератора и двигателя практически не отличаются друг от друга.