для явнополюсного двигателя

Рабочие характеристики синхронного двигателя.

Синхронные компенсаторы

Синхронные компенсаторы предназначаются для компенсации коэффициента мощности сети и поддержания нормального уровня напряжения сети в районах сосредоточения потребительских нагрузок.

Синхронные компенсаторы не развивают активной мощности и вопрос о статической устойчивости работы для них теряет остроту. Они изготавливаются с меньшим воздушным зазором, чем генераторы и двигатели, и соответственно этому значения xd и xq у них больше. Уменьшение зазора позволяет облегчить обмотку возбуждения и удешевить машину.

Асинхронные режимы работы синхронных машин

Асинхронный режим невозбужденной синхронной машины

Для анализа явлений, обусловленных несимметричным ротором, разложим вращающееся относительно него поле на два пульсирующих поля, одно из которых действует по продольной (d), а другое по поперечной (q) оси ротора. Эти поля пульсируют со сдвигом по фазе на 90°, и частота их пульсации f2 = sf1

Представим, что у такой машины с неподвижным ротором на статоре вместо трехфазной обмотки имеется эквивалентная двухфазная обмотка, причем одна фаза этой обмотки создает магнитный поток, пульсирующий по продольной оси ротора, а другая фаза - поток, пульсирующий по поперечной оси, причем напряжения этих фаз U и jU сдвинуты по фазе на 90°.

Схема эквивалентной двухфазной синхронной машины при асинхронном режиме с заторможенным ротором

При потере возбуждения синхронные генераторы переходят в асинхронный режим и их скорость вращения будет увеличиваться до тех пор, пока не наступит равенство между движущим моментом на валу и электромагнитным моментом машины. При этом машина будет потреблять из сети намагничивающий ток и отдавать в сеть активную мощность.

Зависимость асинхронного вращающего момента синхронного генератора от скольжения при замкнутой накоротко обмотке возбуждения: 1 - турбогенератор; 2- гидрогенератор без успокоительной обмотки; 3 - гидрогенератор с успокоительной обмоткой

Несимметричные режимы работы синхронных генераторов

Логическая схема формирования частотного спектра токов ротора и статора

Методы исследования несимметричных режимов

Общим методом исследования несимметричных режимов является метод симметричных составляющих, при котором несимметричная система токов раскладывается на симметричные составляющие и действие последних учитывается по отдельности.

Токи и сопротивления прямой последовательности.

Пользуясь терминологией теории асинхронных машин, можно сказать, что скольжение s ротора синхронной машины относительно магнитного поля токов прямой последовательности статора (якоря) равно нулю.

Токи и сопротивления обратной последовательности.

Токи обратной последовательности создают магнитное поле обратной последовательности, которое вращается по отношению к статору с синхронной скоростью в обратном направлении, а по отношению к ротору, вращающемуся с синхронной скоростью в прямом направлении, — с удвоенной синхронной скоростью. Относительно этого поля скольжение ротора s2 = 2

магнитная проводимость путей для обратного поля реакции якоря, возникающая в результате его вращения по отношению к несимметричному ротору, будет периодически меняться.

Токи и сопротивления нулевой последовательности.

Токи нулевой последовательности обмотки статора I0 создают в воздушном зазоре только пульсирующие поля гармоник v = 3, 9, 15 ... , а основная гармоника поля будет отсутствовать.

Обмотка статора синхронных генераторов обычно включается в звезду. Поэтому токи нулевой последовательности либо отсутствуют, либо весьма невелики.

В силу этого при несимметричной нагрузке синхронных генераторов, кроме токов прямой последовательности, практически существуют только токи обратной последовательности.

Эти токи вызывают в машине ряд нежелательных явлений:

1.Потери энергии и нагрев ротора.

2.Вибрации.

3.Искажение симметрии напряжений. Перенапряжения.