Устойчивость работы синхронной машины

Электромагнитный момент синхронной машины

В синхронных машинах большой и средней мощности потери мощности в обмотке якоря малы по сравнению с электрической мощностью Р, отдаваемой или потребляемой обмоткой якоря. Следовательно, если пренебречь величиной ΔР_аэл, то можно считать что электромагнитная мощность машины Р_эм = Р.

Электромагнитный момент пропорционален мощности Р_эм, поэтому для неявнополюсной и явнополюсной машин соответственно:

,

где θ – угол между векторами МДС статора и ротора.

Зависимость момента на валу синхронной машины от угла θ называют угловой характеристикой.

При неявнополюсной машине зависимость представляет собой синусоиду, симметричную относительно осей координат.

В явнополюсной машине угловая характеристика несколько отличается от синусоиды из-за наличия реактивного момента, возникающего вследствие неодинаковой магнитной проводимости по продольной и поперечной осям.

Под статической устойчивостью синхронной машины, работающей параллельно с сетью, понимают ее способность сохранять синхронное вращение при изменении внешнего момента на валу.

Статическая устойчивость обеспечивается только при углах θ < π/2.

Возрастание угла θ больше π/2 может привести к выпадению из синхронизма, когда ротор начинает вращаться с частотой, отличающейся от частоты вращения магнитного поля статора.

Выпадение из синхронизма является аварийным режимом, так как сопровождается прохождением по обмотке якоря больших токов. Это объясняется тем, что ЭДС генератора и напряжение сети при указанном режиме могут складываться по контуру "генератор-сеть", а не вычитаться, как при нормальной работе.

Синхронные машины обычно работают с θ= 20-30⁰, что соответствует двукратному или несколько большему запасу по моменту.

Устойчивость работы синхронной машины зависит от тока возбуждения. При увеличении тока возбуждения увеличивается ЭДС Е₀, а следовательно и максимальный момент, что увеличивает устойчивость машины.

Обычно синхронные машины работают с некоторым перевозбуждением. Это позволяет увеличить перегрузочную способность машины и генерировать реактивную мощность, т.е. компенсировать реактивную мощность других потребителей, уменьшая нагрузку на энергосистему.

Дата добавления: 2013-12-11