Характеристики мощности неявнополюсных и явнополюсных генераторов

В приведенных выше схемах замещения систем генераторы представлялись их синхронным реактивным сопротивлением, через которое протекает полный ток генератора. Однако такая схема замещения и вытекающая из нее синусоидальная характеристика мощности справедливы только для неявнополюсных генераторов, для которых сопротивления по продольной и поперечной осям ротора практически одинаковы, т.е.

.                                     (1.5)

Поскольку в каталожных данных генераторов всех типов приводятся их сопротивления по продольной оси Х_d, выражение характеристики мощности неявнополюсного генератора (без учета внешних сопротивлений) удобно записать так:

                       .                                  (1.6)

У явнополюсных генераторов синхронные реактивные сопротивления по продольной  и поперечной  осям различны по величине, что не позволяет построить схему замещения для полного тока. Уравнение угловой характеристики мощности для таких генераторов имеет вид

,                   (1.7)

где  – ЭДС генератора по продольной оси (рис. 1.7, а).

Из рис. 1.7, б следует, что характеристика мощности явнополюсного генератора, кроме синусоидальной составляющей основной частоты, имеет гармоническую составляющую двойной частоты, амплитуда которой пропорциональна разности сопротивлений по продольной и поперечной осям и не зависит от ее ЭДС.

В обычных условиях амплитуда второй гармоники характеристики мощности не превышает 10…15% от амплитуды основной гармоники и ее влияние на предел мощности, а значит и на статическую устойчивость, невелико (P _м увеличивается на 3…4%). В то же время учет влияния явнополюсности (т.е. неравенства X_d и X_q) вносит серьезные осложнения в расчет устойчивости. Поэтому в инженерных расчетах статической устойчивости второй составляющей угловой характеристики явнополюсных генераторов пренебрегают, т.е. заменяют их неявнополюсными генераторами с синхронным реактивным сопротивлением, равным синхронному сопротивлению по продольной оси X_d, а в тех случаях, когда все же желательно учесть влияние явнополюсности генератора, используют специальные, разработанные в теории устойчивости расчетные приемы, приводя явнополюсную машину к эквивалентной неявнополюсной.