Характеристика короткого замыкания

Характеристика короткого замыкания  снимается при замыкании всех трех фаз обмотки якоря накоротко () и при номинальной частоте вращения . Опыт начинается с наибольшего тока , постепенно снижаемого до нуля. Как следует из схемы замещения (рис. 5.11), ток короткого замыкания

.

Если пренебречь активным сопротивлением якоря (), то внутреннее сопротивление якоря генератора в режиме короткого замыкания будет чисто индуктивным. Поэтому он будет содержать только продольную составляющую

,

создавая размагничивающую реакцию якоря  (рис.5.22). Суммарная МДС  уменьшается и, следовательно, уменьшается результирующий поток . Определяемая этим потоком ЭДС  численно равна ЭДС рассеяния

,

поскольку сумма всех ЭДС в режиме короткого замыкания равна нулю.

В относительных единицах при номинальном токе

.

Сопротивление  мало (). Поэтому в режиме короткого замыкания при токах статора, близких к номинальному, магнитная цепь генератора не насыщена, а следовательно, характеристика короткого замыкания  является линейной (рис. 5.23). Характеристика короткого замыкания (х.к.з.) совместно с характеристикой холостого хода (х.х.х.) используется для определения полного индуктивного сопротивления якоря по продольной оси . Пусть генератор работает на холостом ходу при токе возбуждения . Напряжение генератора . Если обмотку якоря закоротить, то в ней появится ток

,

где  - насыщенное значение полного индуктивного сопротивления якоря по продольной оси.

Обычно определяют ненасыщенное значение . Для этого ЭДС холостого хода берут по спрямленной характеристике холостого хода (рис. 5.23)

.

Ток короткого замыкания  при напряжении холостого хода, равном номинальному, выражают в относительных единицах и называют отношением короткого замыкания (ОКЗ),

.

ОКЗ связано с сопротивлением  соотношением

.

ОКЗ так же, как и , определяет перегрузочную способность генератора (величину наибольшей нагрузки, которую способен нести генератор). Чем больше ОКЗ, тем больше эта нагрузка. Величина ОКЗ у турбогенераторов составляет , а у гидрогенераторов -

Внешние характеристики

Внешней характеристикой называется зависимость напряжения генератора от тока якоря  при постоянных токе возбуждения, частоте вращения и угле нагрузки (, , ). Внешние характеристики показывают, как изменяется напряжение генератора при увеличении нагрузки с заданным , если ток возбуждения остается неизменным.

На рис. 5.24 представлены внешние характеристики генератора для разных видов нагрузки.

Различие во внешних характеристиках объясняется разным действием реакции якоря. При отстающем токе () существует значительная продольная размагничивающая реакция якоря (рис.5.13, а), поэтому с увеличением нагрузки напряжение генератора  снижается. При чисто активной нагрузке () также имеет место продольная размагничивающая реакция якоря (так как ), но она выражена слабее и снижение напряжения  происходит медленнее.

При опережающем токе () возникает намагничивающая реакция якоря (рис.5.13, б). Поэтому в рабочем диапазоне изменения тока нагрузки напряжение генератора выше, чем при холостом ходе.

Все характеристики сходятся в точке короткого замыкания (, ), не зависящей от характера нагрузки. С помощью внешней характеристики определяется изменение напряжения генератора  при переходе от номинальной нагрузки к холостому ходу или обратно. Величина  обычно составляет . Она тем больше, чем больше внутреннее сопротивление генератора.