ИЭ (13.03.02) / Лекции / 7. Синхронные машины

якоря помимо активной возникает еще и реактивная составляющая — индуктивная для генератора и емкостная для сети.

Синхронная машина воспринимает сеть как нагрузку (R,L), а сеть синхронную машину как источник активной мощности и ёмкость.

Это режим генератора при перевозбуждении.

Синхронная машина отдает и активную и реактивную мощность. Сеть потребляет обе мощности

в). Режим генератора при недовозбуждении

Если в ситуации (а) уменьшить ток возбуждения и ЭДС, то в токе якоря снова возникает реактивная составляющая — емкостная для генератора и индуктивная для сети.

Синхронная машина воспринимает сеть как нагрузку (R,С), а сеть синхронную машину как источник активной мощности и индуктивность.

Это режим генератора при недовозбуждении.

Синхронная машина отдает активную, и потребляет реактивную мощность.

Режим генератора всегда характеризуют условия

Режим двигателя

Если в исходном положении приложить к ротору тормозной момент, то под действием появившегося отрицательного динамического момента произойдет замедление вращения ротора. Появится отставание по фазе ЭДС относительно напряжения на некоторый угол

Теперь сумма ЭДС

Она определяет ток якоря , отстающий, от напряжения сети на угол

А). Режим синхронного двигателя

Увеличение тока возбуждения позволяет скомпенсировать этот угол и получить чисто активный ток статора, совпадающий по фазе с и сдвинутый на относительно напряжения

Для сети синхронная машина представляет некое активное сопротивление, потребляющее активную мощность, а сеть для синхронной машины — источник активной мощности. Потребленную из сети активную мощность СМ преобразует в механическую.

Это режим синхронного двигателя.

Учтя выражения для продольного и поперечного токов получим

или

Пусть СМ работает с сетью бесконечной мощности, т.е.

-двигательный режим -генераторный режим

Поскольку электромагнитный момент равен отношению электромагнитной мощности к постоянной угловой скорости вращения магнитного поля, то угловая характеристика момента имеет такой же вид

Область устойчивой работы синхронной машины

Устойчивость в малом (статическая устойчивость )

Работа синхронной машины называется статически устойчивой, если малые возмущения приводят к малому изменению режима работы.

Виды возмущений:

1.Изменение механического момента приводного двигателя или механизма.

2.Изменение электромагнитного момента самой синхронной машины (изменение тока возбуждения).

Любые возмущения приводят к возникновению переходного режима Малым временем протекания электромагнитных переходных процессов пренебрегаем,

считая возникающий процесс электромеханическим или квазиустановившимся, когда при изменении угла нагрузки ток якоря и момент мгновенно достигают установившихся значений, соответствующих данному углу

Синхронная машина – генератор

Угловая характеристика электромагнитного момента СГ Момент генератора –тормозной по отношению к приводному двигателю

Момент приводного двигателя – вращающий ( не зависит от угла нагрузки)

Малое изменение вращающего момента: а) – наброс момента Точки a и b – динамический момент равен нулю установившийся режим

Рассмотрим возможность перехода из точки a в точку A и из точки b в точку B в новый установившийся режим при увеличении вращающего момента на валу

Диаграмма исходного режима СГ

ситуация «В»: малое возмущение приводит к значительным изменениям режима

Малое изменение вращающего момента: б) – сброс момента Пусть исходный установившийся режим был при большем моменте и исходными точками

снижением вращающего момента до уровня ab. Возникает отрицательный динамический момент и скорость ротора замедляется, а угол уменьшается.

ситуация «А»: малое возмущение приводит к малым изменениям режима Разность мала ситуация «В»: малое возмущение приводит к значительным изменениям режима