§4 Действующее значение полного тока и его составляющие

– справедливо только для периодического значения.

Действующим значением тока в произвольный момент времени называют среднеквадратичное значение этого тока за один период, в середине которого находится рассматриваемый момент времени.

Действующим значением переменного тока называют величину, численно равную постоянному току, вызывающему потерю такого же количества энергии (такое же тепловое действие), что и данный переменный ток .

Рассмотрим случай, когда амплитуда затухает: .

Когда имеет сложный характер, то поступают следующим образом:

§5 Принцип устройства и работы синхронной машины

Физическая модель СМ представляет собой трехфазную явнополюсную синхронную машину.

СМ, в которых переходные процессы существенно влияют на результаты расчетов, следует представлять уравнениями Парка – Горева, либо ЭДС и сопротивлением, соответствующими рассматриваемому режиму.

§5.1 Понятие обобщенного вектора

Для трехфазной симметричной системы векторов напряжения или тока (три вектора сдвинуты на 120⁰) мгновенное значение в каждой фазе получается как проекция соответствующего вектора на ось времени.

Вращение вектора с угловой скоростью и дает изменение мгновенных значений тока или напряжения во времени.

Мгновенные значения параметров режима можно определить и другим способом.

Для каждой из фаз введем неподвижные оси времени , , . Проекция одного вектора , вращающегося с угловой скоростью , на эти оси времени даст изменение мгновенных значений тока фаз. Этот вектор называется обобщенным или изображающим вектором трехфазной системы.

Достоинством обобщенных векторов является то, что их легко связать с вращающимися потоками роторных цепей.

§5.2 Принцип работы см

– закон Фарадея

Ось – магнитная ось фазы ; оси , , – неподвижны в пространстве.

Рассмотрим режим холостого хода синхронной машины.

Постоянный ток, протекая по обмотке возбуждения, создает магнитный поток . Часть этого магнитного потока замыкается через железо статора (полезный поток). Другая часть (поток рассеяния ротора) – замыкается по воздуху и определяется как

,

где – коэффициент рассеяния ротора.

При вращении магнитного потока в воздушном зазоре машины в обмотках статора наводятся ЭДС.

где , , – потокосцепления магнитного потока с обмотками фаз.

Для каждого потокосцепления можно записать:

– максимальное значение потокосцепления, при совпадении оси полюсов ротора с осью фаз, (то есть обмотка возбуждения параллельна фазной обмотке).

, если обмотки перпендикулярны.

– угол между осью и осью фазной обмотки в начальный момент времени, « » – продольная, « » – поперечная.

– амплитуда обобщенного вектора ЭДС. Индекс « » указывает на направление ЭДС.

– ЭДС холостого хода – действующее значение ЭДС, наводимой в статорной обмотке генератора, работающего на холостом ходу.

§5.3 Работа генератора под нагрузкой в установившемся режиме

При нагрузке генератора по статорным обмоткам протекают симметричные токи, которые определяются как проекция вектора на оси фаз . Обобщенный вектор тока можно разложить на продольную и поперечную составляющие.

– результирующий поток, связанный со статорной обмоткой.

Ток создает поток продольной реакции статора ;

;

создает поток поперечной реакции статора ; .

Так как потокосцепления и наводимые ЭДС пропорциональны магнитным потокам, то ЭДС реакции статора:

, – индуктивные сопротивления продольной и поперечной составляющей реакции статора.

Ток создает поток рассеяния статора

;

.

Если пренебречь активным сопротивлением ( ), то напряжение на выводах статорной обмотки можно определить следующим образом:

– синхронное сопротивление СМ по продольной оси,

– синхронное сопротивление СМ по поперечной оси.

Для явнополюсной машины , так как в направлении оси q у явнополюсной машины воздушный зазор больше, чем в напряжении оси d.

Напряжение на выводе статорной обмотки можно разложить на составляющие:

Для неявнополюсной машины .