Зміна активної і реактивної потужностей синхронного генератора, що працює паралельно з мережею великої потужності, відбувається при зміні зовнішнього моменту і струму збудження.
Для того щоб забезпечити необхідний режим роботи генератора, зазвичай одночасно регулюється і струм збудження, і обертовий момент.
Методично простіше розібрати два граничних випадки регулювання:
а) моменту при незмінному струмі збудження;
б) струму порушення при незмінному зовнішньому моменті.
Робота генератора з незмінним струмом порушення при різних значеннях моменту. Для генератора з неявно вираженими полюсами векторну діаграму (рис. 1.39, а) будують за рівнянням
.
На векторній діаграмі показаний вектор напруги мережі Г™ з , який по контуру обмотки генератора має напрямок, зустрічну до вектору напруги генератора, тобто Г™ = - Г™ з .
Якщо генератор працює з cosП† = 1, то вектор струму якоря Д° a1 збігається за напрямком з вектором напруги Г™, а вектор е.. д. с. Д– 02 випереджає ці вектори на кут Оё 1 . При зміні навантаження, наприклад при її зростанні, кут Оё повинен збільшитися до якогось значення Оё 2 відповідно із зростанням потужності від P I до Р II .
Беручи корисну потужність (що віддається в мережу) рівної електромагнітної
В В
для співвідношення потужностей Р I і Р II отримаємо
.
Таким чином, при збільшенні потужності з Р I до Р II вектор е.. д. с. Д– 0 повернеться у бік випередження і утворює з вектором Г™ кут Оё 2 . Легко помітити, що при зміні навантаження кінець вектора Д– 0 буде ковзати по колу, радіус якої дорівнює модулю Е 0 , так як струм збудження залишається незмінним. p> Поєднавши кінець вектора Г™ з кінцем вектора Д– 01 , отримаємо вектор jД° a 2 x сн , після чого побудуємо вектор струму Д° а 2 ; він буде перпендикулярний падіння напруги jД° a 2 x сн < i>, а його модуль визначиться зі співвідношення
.
Якщо момент, прикладений до валу генератора, зменшений порівняно з моментом у вихідному режимі, то новий кут Оё, буде менше кута Оё 1 . Побудова всіх векторів (рис. 1.39, а ) на діаграмі і в цьому випадку проводиться аналогічно описаному в попередньому прикладі.
Наведені діаграми показують, що при зміні зовнішнього моменту, прикладеного до валу синхронного генератора, що працює паралельно з мережею, змінюється не тільки активна потужність, але і реактивна. Тому зазвичай, для того щоб забезпечити найбільш сприятливий або необхідний режим роботи, при зміні активної потужності доводиться регулювати і струм збудження.
В
Рис. 1.39 - Векторні діаграми синхронного генератора при I в = const, М = var і I в = var, М = const
Робота генератора з незмінним моментом при різних значеннях струму збудження. Незмінність зовнішнього моменту на валу генератора еквівалентна незмінності його потужності:
.
При роботі на мережу великої потужності Г™ = - Г™ c = const, отже, при зміні струму збудження залишиться постійної активна складова струму якоря I a cosП† = const.
На векторній діаграмі (рис. 1.39, б ) це умова виразиться в тому, що кінець вектора струму буде ковзати по прямій АВ, перпендикулярній вектору напруги Г™.
Однак при незмінній потужності (для машини з неявно вираженими полюсами) справедливо буде умова
.
При зміні струму збудження залишаються незмінними всі величини, крім Е 0 і sinОё; отже, умова незмінній потужності призводить до умови
.
На діаграмі (рис. 1.39, б ) кінець вектора Д– 0 ковзає по прямій CD, паралельної вектору напруги Г™. Чим менше струм порушення, тим менше по модулю вектор Д– 0 , але зате більше кут Оё.
Вектор струму Д° а перпендикулярний напрямку вектора падіння напруги jД° a x сн , тому його можна побудувати, якщо задатися кутом Оё. Легко помітити, що мінімальному значенню струму I а відповідає режим роботи при cosП† ...
