Как известно, ток возбуждения синхронной машины при работе ее под нагрузкой может быть определен на основании опытов холостого хода и короткого замыкания путем построения векторной диаграммы.
Из всех существующих довольно многочисленных видов векторной диаграммы синхронной мащины наибольшее значение имеет диаграмма Потье, так как она безоговорочно приложима к машинам с неявно выраженными полюсами (турбогенераторам), вне зависимости от степени насыщения и, как показывает опыт, дает достаточно хорошие результаты и в приложении к машинам с явно выраженными полюсами.
В целом ряде случаев как расчетной, так и испытательной практики приходится производить настолько большое число построений диаграмм Потье, что всякая экономия времени при этой операции сильно ускоряет и облегчает решение поставленных задач. Этой цели и служит описываемый ниже прибор. В основу его устройства положено построение Потье, однако несколько видоизмененное в целях упрощения конструкции прибора.
Точность построения диаграммы Потье не пострадает, если повернуть треугольник, составляемый векторами токов возбуждения (ампервитков), на угол в 90 вокруг полюса диаграммы; при этом направление вектора тока возбуждения г/,, соответствующего по характеристике холостого хода внутренней э. д. с. ft совпадает с направлением вектора этой последней, но будет обратным ему по анаку.
Возможно также передвинуть весь треугольник токов возбуждения параллельно себе по направлению этого же самого вектора i в такое положение, ксггда конец вектора г, попадет в полюс диаграммы.
Преимущество такого расположения диаграммы состоит в том, что если принять длину вектора напряжения LJ на зажимах машины за единицу, как это принято обычно в теории синхронной машины, то векторы реактивного падения напряжения Х и составляющей тока возбуждения i, соответствующей реакции якоря, оставаясь всегда параллельнымидруг другу, могут служить направлениями сторон параллелограма, имеющего вектор LB качестве одной из двух других сторон.
Изображенный на фиг. 1 и 2 параллелограм, составленный из линеек /, 2, 5 и 4, связанных между собой шарнирами 5, 6, 7, и 8, служит основой предлагаемого прибора. Расстояние между центрами шарниров на линейках / и 2 должно быть в точности равно длине выбранной единицы для векторов напряжений и э. д.с.
Продолжение линейки 7 снабжено указателем 9, который перемещается по окружности лимба 10, снабженного делен-иями для установки желаемой величины coscp, для значений ср как положительных, так и отрицательных. Установка coscp фиксируется зажимом на шарнире 5.
.Вдоль выступающего конца линейки 3 нанесены деления; соответствующие различным значениям реактивного падения напряжения Х, выраженного в процентах от напряжения и на зажимах машины. Линейка снабжена нониусом 11, служащим для установки желаемого значения с точностью до 0,1%. Положение нониуса в прорезе фиксируется каким-либо зажимом.
С концом линейки 4 связана посредством шарнира с зажимом линейка 13, вдоль которой отложены значения внутренней э, д. с. Е,, выраженные также в процентах от напряжения U на зажимах. Линейка 13 снабжена также прорезом, вдоль которого скользит подобный нониусу // нониус 14, служащий для установки значения EIJ. Оба нониуса связаны друг за другом шарниром 75, снабженным зажимом.
Нониус 14 не выступает над поверхностью линейки 13 и потому над ним свободно проходит обойма 16 с нониусом, служащим для установки нужных значений тока возбуждения Z;,; шкала для этого последнего та же, что и для f. Положение обоймы 16 на линейке J3 может быть фиксировано, например, посредством бокового зажима 77.
С обоймой 16 посредством шарнира с зажимом 18 связана линейка 19, на которой нанесены деления для полного тока возбуждения г; эта линейка скользит в обойме 20 с нониусом.
Вдоль линейки 4 отложена шкала; для составляющей тока возбуждения /д, соответствующей реакции якоря. Установка нужных значений i осуществляется посредством обоймы 27 с нониусом, вполне подобной обойме 76; установка обоймы 27 может быть закреплена посредством, например, бокового зажима 22.
Обоймы 20 и 27 шарнирно связаны друг с другом.
Работа на приборе производится следующим образом. По заданному значению коэфициента мощности устанавливается указатель 9 на соответствующем делении лимба 10; после этого, закрепив установку посредством зажима на шарнире 5, следует установить на линейке 3 нужное значение Хр и закрепить его в этом положении зажимом. При этом нониус 14 укажет по линейке 13 значение внутренней э. д. с. Ef,.
Теперь следует по характеристике холостого хода определить значение тока возбуждения г и отложить его на линейке 13 посредством нониуса обоймы 16, закрепив при этом зажим 77.
Число делений на линейке 13 следует взять равным 150, так как именно это число делений имеют обычно шкалы прецизионных измерительных приборов постоянного тока; следовательно, цена делений линейки 13 для токов возбуждения должна быть выбрана той же самой, какая была взята на амперметре при снятии характеристики холостого хода; при этом,, очевидно, точность установки не будет уступать точности отсчетов по амперметру.
Если теперь (посредством нониуса обоймы 27) установить на линейке 3 значение составляющей тока возбуждения i, соответствующей реакции якоря, то нониус обоймы 20 укажет на линейке 19 искомый ток возбуждения 1. Разумеется, цена делений для тока д и г должна быть взята той же самой, что и для тока г§.
При желании можно проводить все решение задачи в относительных единицах, выбрав за единнцу тока возбуждения его значение i. В этом случае достаточно закрепить обойму 16 на линейке 13 против деления 100; при этом на линейке 4 придется откладывать отношение тока i к току if, и результат построения будет найден по линейке 19 в виде отношения искомого тока возбуждения t к току Z{,.
Предмет изобретения.
Расчетный прибор для определения тока возбуждения синхронных машин под нагрузкой, в основу которого положено построение векторной диаграммы Потье, отличающийся применением шести шарнирно связанных между собой линеек /, 2, 3, 4, 13, 19, из которых равные по длине единице, соответствуюш.ей напряжению генератора, линейки 7, 2 и линейки 3, 4, представляющие собой положение вектора реактивного падения напряжения и повернутой на 90° составляющей тока возбуждения, соответствующей реакции якоря, образуют параллелограм, в то время как линейки J3 и 79, снабженные шкалами и нониусами так же, как и линейки 3, 4, представляют собой устанавливаемое при расчете положение двух других векторов тока возбуждения и вектора электродвижущей силы генератора, для установки направления вектора напряжения которого служит скрепленный с линейкой 4 и снабженный шкалой коэфициента мощности лимб W с указателем, нанесенным на продолжении линейки /.
к авторскому свидетельству Г. К. Жерве
№ 50614
10
