полюсами векторна діаграма (Рис. 1.44, б) будується за рівнянням:
. (1.41)
Вектор першої гармоніки напруги на діаграмі зазвичай не показують, так як для генератора, навантаженого на випрямляч, важливим є середнє значення випрямленої напруги U d .
В
Рис. 1.43 - Графіки зміни е д с, напруги і струму в фазах обмотки якоря з урахуванням комутації струму у випрямлячі
В
Рис. 1.44 - Векторні діаграми синхронного генератора, що працює на випрямним навантаження
При розгляді рис. 1.43 легко помітити, що в період комутації вентилів, включених, наприклад, у фази А і В, миттєве значення випрямленої напруги u d = 0,5 (е А - е < sub> У ), тобто менше, ніж за відсутності комутації. Отже, наявність індуктивного опору х до призводить до зменшення середнього значення випрямленої напруги U d в порівнянні з його значенням U d 0 за відсутності комутації і до збільшення пульсацій в кривій випрямленої напруги (показана жирною лінією на рис. 1.43).
Величина середнього випрямленої напруги з урахуванням комутації струму у випрямлячі при I d = const
В
,
де U d 0 -середнє значення випрямленої напруги без урахування комутації струму у випрямлячі (Ідеалізовані умови); О” U до = mnI d x до /(2ПЂ) - середнє значення падіння напруги, обумовленого комутацією струму у випрямлячі; n - число послідовно включених комутаційних груп вентилів (В«1В» - при нульовій та В«2В» - при мостовий схемах).
При цьому в загальному випадку
В
.
При включенні випрямляча за трифазною нульовою схемою U d 0 = 1,17 E до , а за трифазною мостовою схемою U d 0 = 2 , 34 E до , так як до вентилів прикладена лінійна е. д. с. і схема випрямлення еквівалентна шестифазної.
Використання потужності. При роботі синхронного генератора на випрямляч реалізована потужність стає менше номінальної потужності або, як кажуть, використання генератора погіршується. Розглянемо це питання стосовно до двох найбільш поширеним схемами випрямлення, замінивши для простоти реальну форму струму прямокутної з висотою I d , як це показано на рис. 1.42, а штриховий лінією.
При трифазної нульової схемою випрямлення (рис. 1.41, а ) потужність однієї фази генератора
. (1.42)
При прямокутній формі струму діюче значення струму в будь-якій фазі , де П„ = T /3-час проходження струму через дану фазу; Т - період зміни струму. Отже, потужність фази
. (1.42)
Оскільки потужність однієї фази синхронного генератора при роботі без випрямляча Р ф = I a E a cos П† , то коефіцієнт використання генератора при трифазної нульової схемою випрямлення
.
Таким чином, при cosП† = l і О± = 0, тобто при відсутності регулювання, потужність генератора, що працює на випрямляч, знижується приблизно на 1/3 в порівнянні з потужністю генератора, працюючого на чисто активне навантаження. Пояснюється це тим, що струм проходить через фазу тільки протягом 1/3 періоди.
Краще використання генератора забезпечується при застосуванні трифазної мостової схеми випрямлення (рис. 1.41, б ), при якій струм проходить через фазу протягом 2/3 періоду. У цьому випадку потужність однієї фази генератора
, (1.42в)
а діюче значення струму фази I a = I d в€љ 2/3. Отже, потужність фази генератора
, (1.42 р.)
а коефіцієнт використання
.
При збільшенні кута регулювання О± використання погіршується, оскільки зменшується середнє значення випрямленої напруги. Одночасно в цьому випадку перша гармоніка струму якоря Д° а все більш відстає по фазі від е.. д. с. Д– до , внаслідок чого зростає розмагнічуюче дію реакції якоря. При побудові векторної діаграми синхронного генератора, що працює на випрямним навантаження, вектор якоря I а буде відставати на кут О± + 0,5 Оі від вектора е. д. с. Д– до , а величина cos (О± + 0,5 Оі) гратиме приблизно таку ж роль, як і cosП† при роботі генератора на активно-індуктивне навантаження (без випрямляча).
Втрати потужності. Вищі гармоніки струму якоря створюють додаткові електричні втрати в пров...
