9.5 Теоретическое положение :
Переход синхронной машины (СМ) из генераторного режима в двигательный осуществляется путем создания на валу СМ тормозного момента. До этого СМ, подключенная в параллель к сети, работала в режиме холостого хода. В таком случае нагрузочный момент будет направлен встречно вращению ротора машины. В результате ротор и, соответственно, вектор ЭДС Е0 на векторной диаграмме смещается на угол -Θ, т.е в сторону отставания.
Рисунок 9.2 – Смещение векторов при переходе синхронной машины
из генераторного в двигательный режим
Ток I1 создает магнитное поле, вращающееся синхронно с ротором. Танген-циальные составляющие сил магнитного взаимодействия F = Fм*sin Θ создают на роторе двигателя электромагнитный момент.
Формулы электромагнитного момента
неявнополюсной СМ :
m1*U1
Mн = - sin Θ (9.1)
w1*Xc
явнополюсной СМ :
m1*U1*E0 m1U12 1 1
Mя
= - sin Θ + (
* ( - ) *sin2 Θ
(9.2)
w1*Xc 2w Xq Xd
График зависимости М = f(Θ) называют угловой характеристикой СД.
1 – график зависимости Мосн = f(Θ)
2 - график зависимости Мр = f(Θ)
3 – результирующий график Мя = f(Θ)
Рисунок 9.3
Из графика видно, что при М = Мmax дальнейшее увеличение угла Θ ведет к резкому снижению величины электромагнитного момента, а в конечном итоге – к выпадению машины из синхронизма. Это объясняется тем, что нарушается равенство вращающегося и противодействующего моментов. Избыточная величина противодействующего момента вызывает нарушение синхронизации.
9.6 Контрольные вопросы :
1 Раскрыть электрофизические процессы, протекающие в синхронной машине при переходе из генераторного в двигательный режим.
2 Показать и пояснить графики угловых характеристик синхронных двигателей с явнополюсным и неявнополюсным ротором.
3 Объяснить, чем ограничивается область устойчивой работы синхронного двигателя ?
4 Записать и объяснить формулу коэффициента статической перегружаемости.
5 Назвать значения Θкр у явнополюсных и неявнополюсных синхронных машин.
9.7 Литература :
1 Кацман М.М. Электрические машины, М., Высшая школа, 2001. § 22.1-22.3.
Методические указания
к выполнению
лабораторной работы № 10
10.1 Тема : Исследование внешней, регулировочной и нагрузочной характеристик генератора постоянного тока параллельного возбуждения
10.2 Цель : Изучить устройство генератора постоянного тока параллельного возбуждения, исследовать его основные характеристики