Regimul de generator al masinii sincrone

Regimul de generator al masinii sincrone

Schema de principiu a generatorului sincron, ce alimenteaza consumatorul trifazat se prezinta in fig.5.2.

Fig.5.2 Schema de principiu a generatorului sincron,

ce alimenteaza consumatorul trifazat

Rotorul masinii se mentine in miscare cu ajutorul motorului primar la turatia nominala de rotatie n₁. Dupa aceasta generatorul se excita, cand prin infasurarea de excitatie a rotorului (inductorului) trece curentul I_e de la generatorul cu excitatie paralela. In plus, dupa cum s-a aratat, se creaza fluxul magnetic si la rotatia rotorului, in fiecare faza a infasurarii statorului se induce t.e.m. e₀ sinusoidala.

Daca la iesirile infasurarii indusului este conectat consumatorul, sub actiu-nea t.e.m., prin fazele infasurarii trec curentii ce creaza campul magnetic invartitor indus (statoric) de flux . Campul magnetic invartitor indus, in rotatie intersec-teaza conductoarele infasurarii statorului si induce in fiecare faza, t.e.m. e_a. Pe lan-ga fluxul magnetic , in jurul conductoarelor infasurarii statorice exista si fluxul de dispersie , care induce in fazele statorului t.e.m. de dispersie .

Pentru circuitul magnetic nesaturat al masinii, valorile efective ale t.e.m. e_a si sunt proportionale cu curentul din faza, adica si . Daca se are in vedere ca faza are si rezistenta R si ca tensiunea de faza la iesirile generatorului este U, pentru fiecare faza a generatorului sincron potrivit legii a II-a lui Kirchhoff se scrie in forma compexa urmatoarea ecuatie:

sau

,

unde:

reprezinta reactanta sincrona.

Deoarece atunci sau

(5.3)

Daca se are in vedere ca , pentru valorile efective ale curentului I si diferentei de faza dintre el si t.e.m. E₀ se obtine:

(5.4)

In baza ecuatiei (5.2) se poate stabili schema echivalenta pentru o faza a generatorului sincron fig.5.3.

Fig.5.3 Schema echivalenta pentru o faza a generatorului sincron

Daca se au in vedere ecuatiile (5.1), (5.2) si (5.3) se poate construi diagra-ma fazoriala pentru o faza a generatorului sincron (fig.5.4 a,b). Constructia ei ince-pe de la fazorul fluxului magnetic , care se traseaza in sens arbitrar. La 90 in urma lui se traseaza fazorul t.e.m. E₀. Cu unghiul care depinde de carcaterul sarcinii se traseaza fazorul curentului I.

Potrivit ecuatiei (5.2), pentru determinarea tensiunii U, din varful fazorului E₀ pe directie perpendiculara pe directia fazorului curentului I, se traseaza fazorul caderii de tensiune pe reactanta inductiva sincrona. Unghiul dintre fazorii tensiunii U si curentul I este , iar dintre fazorii tensiunii U si t.e.m. E₀ este . Cu unghiul sunt defazati unii fata de altii si fazorii fluxurilor magnetice si .

Din diagramele fazoriale din fig.5.4 a (pentru sarcina cu caracter inductiv) si fig.5.4 b, (pentru sarcina capacitiva) se observa ca pentru caracter inductiv E₀>U, iar la caracter capacitiv U>E₀.

Fig.5.4 Diagramele fazoriale ale generatorului sincron pentru:

a) sarcina inductiva; b) sarcina capacitiva.

In fig.5.5 se prezinta caracteristicile externe ale generatorului sincron U=f(I) pentru sarcina inductiva (>0), activa (=0) si capacitiva (<0).

Fig.5.5 Caracteristicile externe ale generatorului sincron pentru diferite sarcini:

- inductiva, activa , capacitiva