Kurzschlusskennlinie

Wird die Synchronmaschine vom Netz getrennt, an den Klemmen (über Amperemeter) kurzgeschlossen und mit ihrer synchronen Drehzahl angetrieben, so kann die Kurzschlusskennlinie (KKL) $I_{1,K} = f_{(I'_f)}$ aufgenommen werden (siehe Abbildung 16).

Vernachlässigt man in dem Ersatzschaltbild erster Art gemäß Abbildung 3 den ohmschen Ständerwiderstand, so erkennt man, dass im Kurzschluss $U_1 = 0$ die induzierte Spannung $U_i$ gleich dem Spannungsabfall $j X_\sigma \underline{I}_{1,K}$ an der Ständerstreureaktanz $X_{1,\sigma}$ sein muss. Der Kurzschlussstrom $I_{1,K}$ und der Erregerstrom $I'_f$ addieren sich zum Magnetisierungsstrom $I_\mu$. Das Zeigerdiagramm in Abbildung 15 verdeutlicht diesen Zusammenhang.

Abbildung: Zeigerdiagramm der kurzgeschlossenen Synchronmaschine ($U_1 = 0$) bei vernachlässigtem Ständerwicklungswiderstand ($R_1 = 0$).

Abbildung 16: Kurzschlusskennlinie $I_{1,K} = f_{(I'_{f})}$

Im Kurzschluss wird das Feld des Erregerstroms durch die Ständerströme nahezu vollständig aufgehoben - der Magnetisierungsstrom $I_\mu$ ist sehr klein. Das verbleibende Hauptfeld muss lediglich die Streuflussverkettungen der Ständerwicklungsstränge kompensieren, die von den Ständerströmen hervorgerufen werden. Die Kurzschlusskennlinie zeigt also den Zusammenhang zwischen Ständerstrom $I_1$ und Erregerstrom $I_f$. Sie wird für die Ermittlung des Umrechnungsfaktors $g$ benötigt.

Im Bereich des Ständernennstroms kommt es deshalb im magnetischen Kreis zu keinerlei Sättigungserscheinungen. Erst bei höheren Strömen, die wesentlich über dem Nennwert liegen, kommt es zur Krümmung der Kurzschlusskennlinie, die auf die beginnende Sättigung der Streuwege zurückzuführen ist [6]. Abbildung 16 zeigt die Kurzschlusskennlinie der Synchronmaschine.

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