Fázový diagram synchronního generátoru

Definice fázového diagramu

Fázový diagram je grafické znázornění fázových vztahů mezi různými elektrickými veličinami v střídavém obvodu, zde speciálně použitý pro synchronní generátory.

Základy kreslení

Ef, který označuje napětí excitace

Vt, který označuje napětí na závěsních kluznících

Ia, který označuje proud v armatuře

θ, který označuje fázový úhel mezi Vt a Ia

ᴪ, který označuje úhel mezi Ef a Ia

δ, který označuje úhel mezi Ef a Vt

ra, který označuje odpor armatury na fázi

 Fázové vztahy

V diagramu je fázor pro napětí excitace (Ef) vždy před napětím na závěsních kluznících (Vt), což je klíčové pro pochopení operací generátoru.

Operační podmínky

Fázové diagramy se liší v závislosti na operačních podmínkách – zapožděné, jednotkové a náhodné faktory moci – každý ovlivňuje vztahy mezi napětím a proudem jinak.

 Fázový diagram synchronního motoru

Porozumění fázovému diagramu synchronních motorů pomáhá předpovídat a spravovat elektrotechnické chování za různých faktorů moci.

Příklad

Generování při zapožděném faktoru moci

Můžeme odvodit výraz pro Ef tím, že nejprve vezmeme složku Vt ve směru Ia. Složka Vt ve směru Ia je VtcosΘ, a tedy celkový pokles napětí je podél Ia.

 Podobně můžeme spočítat pokles napětí ve směru kolmém na Ia. Celkový pokles napětí kolmý na Ia je . S pomocí trojúhelníku BOD v prvním fázovém diagramu můžeme napsat výraz pro E.

 Generování při jednotkovém faktoru moci

 Tady také můžeme odvodit výraz pro E.

f tím, že nejprve vezmeme složku Vt ve směru Ia. Ale v tomto případě má hodnota theta nulu a tedy máme ᴪ = δ.

S pomocí trojúhelníku BOD v druhém fázovém diagramu můžeme přímo napsat výraz pro Ef jako

Generování při vedoucím faktoru moci.

 Složka ve směru Ia je VtcosΘ. Protože směr Ia je stejný jako u Vt, celkový pokles napětí je .

Podobně můžeme napsat výraz pro pokles napětí ve směru kolmém na Ia. Celkový pokles napětí je . S pomocí trojúhelníku BOD v prvním fázovém diagramu můžeme napsat výraz pro E.