pdf.php@id=6159.pdf

Эффективным средством успокоения колебаний является при­ менение полной успокоительной обмотки (рис. 39-3), создающей большой успокоительный момент. Основное назначение этой обмотки как раз и заключается в успокоении свободных колеба­ ний, откуда происходит и ее название.

§ 39-2. Колебания синхронной машины

Рассмотрим сначала случай, когда амплитуда колебаний угла нагрузки мала. При этом дифференциальное уравнение движения ротора является линейным и имеет простое решение, позволяющее выяснить существенные особенности колебательного процесса син­ хронной машины. Для изучения этого вопроса составим уравнение вращающих моментов синхронной машины при ее колебаниях и для определенности будем иметь в виду режим генератора, хотя получаемые результаты будут действительны и для двигателя.

Вращающие моменты, действующие при колебаниях. В соответ­ ствии с соотношением (35-4) электромагнитный момент выражается равенством

Пусть колебания совершаются около значения угла в = 0О. соответствующего состоянию равновесия, когда электромагнитный момент М — М0 уравновешивается внешним вращающим моментом, приложенным к валу машины. Тогда при колебаниях

где Де = / (1) представляет собой переменную величину отклонения угла при колебаниях машины.

Подставим б из (39-2) в (39-1) и ввиду малости Дб положим, что

ЗШ 0 =* 8Ц1 (б0 + Дб) = 8Ш 60 С08 Д 0 + + соз 0Озш Д0 я» $ш В0 + Д0 со8 0О;

зш 20 = зш (260+ 2Д0) = зш 2б0 соз 2Д6 + + соз 20о зш 2Д0 яа зш 20о + 2Д0 соз 20о.

где первый нлен представляет собой угол поворота вектора Ё за

Можно показать, что в случае, когда ротор синхронной машины в электрическом отношении полностью симметричен, как и ротор асинхронной машины, для Муи действительно выражение для вращающего момента асинхронной машины (25-6), если заменить в нем в на отношение [0/^г. В действительности такая симметрия отсутствует, и поэтому Му. „ зависит от положения осей симметрии ротора относительно волны поля реакции якоря, т. е. от угла 0,.

Как следует из равенства (39-9), Му. „ имеет размерность момен­ та, умноженного на время. При переходе к относительным единицам

Первый член под корнем выражения (39-13) обычно значительно меньше второго, и поэтому квадратный корень представляет собой мнимое число. Это и является условием возникновения колебатель­ ного процесса, так как при вещественном корне изменение Д0 будет апериодическим.

Согласно сказанному, вместо (39-13) можно написать

— угловую частоту свободных, или собственных, колебаний син­

рования, определяемые из начальных условий. Например, в случае, соответствующем рис. 39-2,

Ах = — Дбио; А% = О

и поэтому

__ <_

Д0 = — А0ШОсох ы01е г".

Согласно равенствам (39-15) и (39-17), колебания затухают тем быстрее, чем больше Му_м. При Му_„ = 0 постоянная времени Тк = оо и колебания являются незатухающими.

всоответствии с (39-17) сколь угодно малые колебания, возникшие

врезультате каких-либо возмущений, будут не затухать, а возра­ стать по амплитуде. Такие случаи возникают на практике в мало­ мощных синхронных машинах, не имеющих успокоительной обмотки, при работе параллельно с сетью на холостом ходу или при весьма

тельный момент, который создается токами, индуктируемыми в об­ мотках ротора, при сопротивлении обмотки якоря га = 0. Как пока­ зывает более подробный анализ этого вопроса, при га =^ 0 создается еще небольшая дополнительная составляющая Му. „, которая отрицательная и по абсолютной величине тем больше, чем больше га. При этом в области во » 0 результирующая величина Му. „ у малых машин, которые имеют повышенные значения га, стано­ вится отрицательной и возникают самопроизвольные колебания, или так называемое с а м о р а с к а ч и в а н и е м а ш и н ы . Амплитуда колебаний, достигнув определенной величины, обычно стабилизируется в результате наличия нелинейных зависимостей. У машин с / ’н > 10 -ь 20 кет самораскачивания обычно не наблю­ дается как ввиду малости га, так и в результате того, что и при рас­ слоенных полюсах в сердечнике ротора индуктируются вихревые токи, создающие положительный успокоительный момент.

§39-3. Динамическая устойчивость синхронной машины

Под динамической устойчивостью синхронной машины понимается ее способность сохранять синхронный режим параллельной работы с сетью при

таких возмущ ениях возникаю т колебания или качания ротора с большой амплитудой. Нередко возникающ ий при таких возмущ ениях режим работы является неустойчивым и маш ина выпадает из синхронизма.

Вопросы, связанны е с динамической устойчивостью, весьма слож ны и рас­ сматриваются подробнее в специальны х курсах {69— 79]. Н иж е дается лиш ь по­ нятие о динамической устойчивости.

Э . д. с. за переходным сопротивлением и угловая характеристика мощности при переходных режимах. П ри резких изменениях режима работы синхронной машины, как и при внезапных коротких замы каниях, в обмотках индуктора воз­ никаю т добавочные апериодические токи, в результате чего э. д. с. Е, индукти­ руемая в обмотке якоря, увеличивается и угловая характеристика активной мощ­ ности, вы раж аемая равенстве»! (35 4), изменяется. К ак видно из (35-4), при этих условиях машина в состоянии развить большую электрическую мощность. Хотя равенством (35-4) можно пользоваться и при переходных режимах, но это не­ удобно, так как при этом каждый раз необходимо определять Е с учетом влияния апериодических токов в обмотках индуктора. Поэтому целесообразно такое

систему ПС с СУ=сопз1. При установившемся режиме генератор работает в точке 1 угловой характеристики а рис 39-8, о, определяемой равенством (35-4), причем в данном случае параметры ха, хд, х'лвключают в себя такж е индуктивные сопро­

тивления трансформаторов и линий передачи. В точке 1 мощность генератора Р

Рис. 39-8: Угловые характеристики синхронного генератора в нормаль­ ных и аварийных режимах

длины линий штриховки этих треугольников пропорциональны неуравновешен­ ному синхронизирующему моменту:

Р п.д- р

ДМ =

О