§5. Опытное определение реактивного треугольника.

По характеристикам холостого хода и короткого замыкания, зная индуктивное сопротивление рассеяния обмотки якоря x_δ, можно определить намагничивающую силу реакции якоря по способу, предложенному французским электротехником А.Потье.

По характеристике короткого замыкания для определенного тока I, обычно номинального, определяют намагничивающую силу F_к(з) в масштабе тока возбуждения (отрезок ). В режиме короткого замыкания эта намагничивающая сила возбуждения частью идет на компенсацию реакции якоря F_a, а частью на образование потока, вызывающего э.д.с. Е_δ для компенсации падения напряжения в обмотке якоря при коротком замыкании.

F_к(з)=F_a+F_δ

Намагничивающие силы в правой части выражения складываются арифметически, поскольку реакция якоря в режиме короткого замыкания продольная размагничивающая. Намагничивающую силу F_δ, Идущую на образование Е_δ, находят следующим образом. Без учета активного сопротивления э.д.с. Е_δ компенсирует лишь падение напряжения в индуктивном сопротивлении рассеяния обмотки якоря I_xδ и по величине Е_δ= I_xδ. Подсчитав I_xδ, поскольку х_δ по условию известно, эту величину откладывают по оси ординат характеристики холостого хода и тогда по оси абсцисс определяют намагничивающую силу F_δ в масштабе тока возбуждения (отрезок ).

Согласно F_к(з)=F_a+F_δ запишем

F_a=F_к(з) - F_δ

На рисунке это отрезок , соответствующий намагничивающей силе реакции якоря F_а в масштабе тока возбуждения. При соединении точек С и В образуется треугольник САВ, называемый реактивным треугольником Потье. Вертикальный катет СА реактивного треугольника равен падению напряжения в индуктивном сопротивлении рассеяния обмотки якоря I_хδ, горизонтальный катет АВ равен намагничивающей силе реакции якоря F_а в масштабе тока возбуждения.

§6. Нагрузочная характеристика.

Нагрузочная характеристика представляет собой зависимость напряжения на зажимах генератора от тока возбуждения при постоянных значениях тока якоря I, коэффициента мощности нагрузки cos φ и постоянной частоты вращения n. Т.е. U=f(I_в) при I=const, cos φ=const и n=n_н=const.

Основное практическое значение имеет нагрузочная характеристика при cos φ=0, называемая индукционной, для номинального тока обмотки якоря I=I_н. Нагрузочные характеристики располагаются ниже характеристики холостого хода, т.к. при одинаковых токах возбуждения в генераторе в режиме нагрузочной характеристики возникают падения напряжения и реакция якоря.

Точка пересечения нагрузочной характеристики с осью абсцисс (т.А) соответствует режиму трехфазного короткого замыкания при токе якоря равном току нагрузочной характеристики.

§7. Опытное определение индуктивного сопротивления рассеяния хδ.

Индукционная нагрузочная характеристика совместно с характеристикой холостого хода позволяет определить индуктивное сопротивление рассеяния обмотки якоря х_δ. Определение х_δ основано на следующих рассуждениях. Отрезок по оси абсцисс от точки холостого хода до точки нагрузочной характеристики представляет намагничивающую силу возбуждения в режиме короткого замыкания при токе якоря равном току нагрузочной характеристики ( , соответствующий намагничивающей силе возбуждения в масштабе тока возбуждения). Из разъяснений относительно реактивного треугольника следует, что на отрезке находится катет этого треугольника, представляющий намагничивающую силу реакции якоря F_а. От точки, соответствующей номинальному напряжению, на индукционной характеристике точка А, откладываем влево отрезок и через точку О₁ проводим прямую, параллельную прямолинейной части характеристике холостого хода. Из точки С пересечения этой прямой с характеристикой холостого хода на линию опускаем перпендикуляр . Соединяя точки С и А₁, очерчиваем реактивный треугольник СДА₁. Сторона А₁Д представляет намагничивающую силу реакции якоря в масштабе тока возбуждения, а сторона СД – падение напряжения в индуктивном сопротивлении.

Построенный треугольник СДА₁ как бы перемещен параллельно самому себе с нижней части рисунка, где его сторона, соответствующая значению реакции якоря F_а, находилась на отрезке ОА. Но нагрузочная характеристика в насыщенной части проходит несколько ниже той, которая получилась бы при перемещении реактивного треугольника, вследствие того, что в условиях насыщения поток рассеяния обмотки возбуждения повышает магнитное напряжение полюсов и ярма (точка А₁ как бы отошла несколько вправо). Тогда значение индуктивного сопротивления, найденное проведением параллели СО₁, несколько больше индуктивного сопротивления рассеяния х_δ и называется индуктивным сопротивлением Потье х_р.

Для явнополюсных машин х_р≈1,1. . . 1,3х_δ, для неявнополюсных х_р≈1,05. . . 1,1х_δ. Отсюда находят значение х_δ.