33. Векторная диаграмма явнополюсной синхронной машины

Для построения векторной диаграммы считается заданным:

U,I, угол , сопротивление машины x_d, x_q, .

Исходные уравнения для построения векторной диаграммы в осях d-q:

Отсюда, если найти разность , получим .

При предположении, что сопротивление по обеим осям одинаковые, можно уравнение для ЭДС E_Q записать в комплексной форме:

Использование ЭДС E_q для построения векторной диаграммы не представляется возможным, т.к. необходимо знать составляющие по осям U_q и I_d -а нам не известно направление осей, чтобы и разложить на соответствующие составляющие.

Для построения векторной диаграммы рассмотрим вначале синхронные ЭДС по обеим осям (аналогично- переходные):

Если совместить ось d с ее действительной осью /+1/, ось q - с мнимой осью /+j / и умножить 1 уравнение на (+j), второе на (+1) получим:

Для построения векторной диаграммы в комплексной плоскости, необходимо ввести комплексы ЭДС, напряжения, тока:

,т.е.

чтобы можно было записать

Сопоставляя с полученным уравнением видим, что для получения комплекса необходимо знать составляющие , иными словами, необходимо знать направление осей d и q, а их мы не знаем. Эта невозможность связана с тем, что .

Поэтому для направления осей d-q введем предположение, что / будем считать, что сопротивление по обеим осям одинаковые / . Этому сопротивлению будет соответствовать некоторая фиктивная ЭДС E_q / вместо истинной E_q /:

Перейдем непосредственно к построению. Отложим падение напряжения получим ЭДС E_Q и направление оси q. Перпендикулярна к ней будет расположена ось d. Это теперь дает возможность разложить на составляющие и , используя известные соотношения, вычислить ЭДС .

34. Сравнение реактивностей синхронной машины.

Из полученных выражений ясно, что всегда меньше . Поясним это чисто физическими соображениями. Рассмотрим невозбужденные машины.

1/. В стационарном режиме создаваемый током статора магнитный поток частично замыкается по путям рассеяния статорной обмотки, а основная его часть, пройдя воздушный зазор, свободно замыкается через полюсы и массив ротора. Поскольку магнитное сопротивление для магнитного потока в этих условиях относительно мала, то индуктивность получается большой. В продольной оси ротора она определяет синхронную реактивность x_d .

2/. При внезапном изменении магнитного потока статора в обмотке возбуждения наводится ток, который создает м.п., направленный навстречу потоку статора, т.е. последний встречает большее сопротивление и известная его часть вытесняется на пути рассеяния обмотки возбуждения. Т.е. магнитный поток вынужден будет замыкаться через пути рассеяния - фактически по воздуху, обладающему малой магнитной проницаемостью. В связи с этим величина реактивности должна стать меньше и она становится равной .

3/. При наличии демпферной обмотки в продольной оси вытеснение внезапно изменившегося магнитного потока становится еще больше и его большая часть вытесняется на пути рассеяния. Следовательно величина реактивности будет иметь меньше. Чем больше замкнутых контуров на роторе, тем меньшая часть магнитного потока может проникнуть в ротор. Очевидно, в пределе когда м.п. совсем не проникает в ротор, реактивность статора определяется только ее потоком рассеяния и величина х_ является наименьшей.