Билет № 32
Статическая перегружаемость. Когда мощность синхронной машины Р = 0, также 8=0. При увеличении Р растет также 6, и при 6 = б Кр мощность достигает максимального значения Р = Рт. При дальнейшем увеличении механической мощности на валу машина выйдет из синхронизма и ее ротор будет вращаться асинхронно, с некоторым скольжением s относительно поля статора (поля реакции якоря). У двигателя скорость ротора будет меньше синхронной (s > 0) и у генератора — больше синхронной (s<0). Подобный асинхронный режим является ненормальным и недопустим, так как он опасен для машины и нарушает нормальную работу сети, машин и механизмов, соединенных с синхронной машиной. Поэтому при эксплуатации синхронных машин необходимо заботиться о том, чтобы их устойчивая синхронная работа была в достаточной степени обеспечена.
При работе синхронные машины могут подвергаться кратковременным перегрузкам. Кроме того, вследствие уменьшения напряжения, например, при коротких замыканиях в сети максимальная мощность Рт, которую способна развивать машина, снижается
в определенных пределах значений угла нагрузки 8 синхронная машина способна сохранять синхронный режим работы. Это обусловлено тем, что при отклонении угла 8 от своего устойчивого установившегося значения на некоторую величину А 6 возникает разность АР между подводимой к машине мощностью и отдаваемой ею мощностью (рис. 35-9), под воздействием которой устойчивое состояние работы восстанавливается. Мощность АР поэтому называется синхронизирующей мощностью. Этой мощности, согласно выражению (35-7), соответствует электромагнитный момент AM, под воздействием которого ротор несколько ускоряется или замедляется и тем самым возвращается в равновесное положение. Момент AM поэтому также называется синхронизирующим.
Механические характеристики n^=f(M), показывающие связь между частотой вращения и моментом,— основные характеристики двигателей.
Билет № 33
Как было выяснено в § 35-2, изменение тока возбуждения вызывает изменение только реактивных составляющих тока и мощности якоря. Рассмотрим теперь зависимость величины тока / от тока возбуждения if при Р — const в случае параллельной работы машины с сетью бесконечной мощности (U — const, / = const). Для простоты определим эту зависимость для неявнополюсной машины (рис. 35-15), так как получаемые при этом результаты характерны также для явнополюсной машины, причем будем рассматривать приведенные к обмотке якоря значения тока возбуждения. При Р = const активная составляющая тока Ia = const. Поэтому на векторной диаграмме рис. 35-15 конец вектора / скользит по прямой АВ. Если положить для простоты хаа = О, то внутренняя э. д. с. Ец = U = const и составляющая тока возбуждения tfo, создающая результирующий поток Фа, также постоянна. Полный ток возбуждения
Упрощенная векторная диаграмма неявнополюсного генератора
U-образные характеристики синхронной машины.
На рис. 5.17 проведена пунктирная линия, в точках пересечения которой с U-образными характеристиками cosφ равен единице. Слева и справа от этой линии cosφ меньше единицы. Слева ток якоря содержит отстающую составляющую по отношению сети, справа — опережающую. Обычно двигатели работают с перевозбуждением, т. е. с. опережающим током при cosφ = 0,9. U-образная характеристика имеет место также у синхронных генераторов, работающих параллельно с сетью.