42. Покажіть кутову характеристику сг з явновираженими полюсами на роторі. Проаналізуйте графік цієї характеристики. Що таке статична стійкість?

Выражение для угловой характеристики Р₁ = f(0) явнополюсной синхронной машины содержит составляющую, зависящую от sin2Θ (рис. 5.39). Эта составляющая обусловлена магнитной несимметрией ротора и появлением в связи с этим в явнополюсной машине чисто маг­нитного вращающего момента из-за стремления ротора ориентиро­ваться по оси магнитного поля (подобно магнитной стрелке ком­паса) Этот эффект существует даже при отсутствии возбуждения (Ео=0).

Синхронные машины, рабо­тающие без возбуждения, назы­ваются реактивными. Они имеют небольшую мощность (несколько киловатт). С целью повышения мощности в них стремятся конструктивными мерами увеличить разницу между сопротивлениями x_d и x_q, так чтобы отношение x_d/x_q =3-4. В синхронных машинах нормального исполне­ния отношение x_d/x_q ≈1,5. Поэтому амплитуда второй гармоники мощности не превышает 25% от амплитуды первой гар­монической составляющей.

Статическая устойчивость синхронной машины Установившийся режим синхронной машины всегда сопровождается малым изменением напряжения сети, напряжения возбуждения или внешнего момента. Эта изменения обуславли­вают возмущение установившегося режима, в результате которого возникает переходный про­цесс, оканчивающийся либо новым установившимся режимом (Θ = const), либо угол Θ непре­рывно изменяется, и нормальная работ» синхронной машины становится невозможной. Для характеристики установившегося режима синхронной машины в условиях малых возмущений вводят понятие о статической устойчивости. Говорят, что режим синхронной миллим статически устойчив, если сколь угодно малое возмущение оканчивается переходом к новому установившемуся режиму. В противном случае говорят, что режим статически не­устойчив.

43.Як побудувати кутову характеристику СМ?

Зависимость момента синхронной машины от угла нагрузки θпри U_c = const называется угловой характеристикой машины.

Электромагнитный момент пропорционален мощности Рэм, поэтому для неявнополюсной и явнополюсной машин соответственно

М = Рэм/ω1 = [mUE0/(ω1Xсн )] sin θ;
М = Рэм /ω1 = [mUE0 /(ω1 Xd )] sinθ + [mU2/(2ω1 )] (1/Xq - 1/Xd ) sin 2θ.

При неявнополюсной машине зависимость М = f(θ) представляет собой синусоиду, симметричную относительно осей координат (рис. 6.38, кривая 1). При явнополюсной машине из-за неодинаковой магнитной проводимости по различным осям (Хd ≠ Xq ) возникает реактивный момент

Мр = [mU2 /(2ω1 )] (1/Хq - 1/Хd ) sin 2θ

Он появляется в результате стремления ротора ориентироваться по оси результирующего поля, что несколько искажает синусоидальную зависимость М = f(θ) (кривая 2). Реактивный момент возникает даже при отсутствии тока возбуждения (когда Е0 = 0); он пропорционален sin 2θ (кривая 3). Так как электромагнитная мощность Рэм пропорциональна моменту, то приведенные на рис. 6.38 характеристики в другом масштабе представляют собой зависимости Рэм = f (θ) или при принятом предположении (ΔРа эл = 0) — зависимости Р = f (θ). Кривые М = f (θ) и Рэм = f (θ) называют угловыми характеристиками.

Физически полученная форма кривой М =f (θ) обусловлена тем, что потоки Фв и ΣФ сдвинуты между собой на тот же угол θ, на который сдвинуты векторы É0 и Ú (векторы Фв и ΣФ опережают É0 и Ú на 90°). Поэтому если угол θ = 0 (холостой ход), то между ротором и статором существуют только силы притяжения f, направленные радиально (рис. 6.39, а),и электромагнитный момент равен нулю.

При θ> 0 (генераторный режим) ось потока возбуждения Фв (полюсов ротора) под действием вращающего момента Мвн опережает ось суммарного потока ΣФ на угол θ (рис. 6.39, б), вследствие чего электромагнитные силы, возникающие между ротором и статором, образуют тангенциальные составляющие, которые создают электромагнитный тормозной момент М. Максимум момента соответствует значению θ = 90°, когда ось полюсов ротора расположена между осями «полюсов» суммарного потока ΣФ. Приθ< 0 (двигательный режим) ось потока возбуждения под действием тормозного момента нагрузки Мвн отстает от оси суммарного потока (рис. 6.39, в), вследствие чего тангенциальные составляющие электромагнитных сил, возникающие между ротором и статором, создают электромагнитный вращающий момент М.