ю на той же кут Оё, що і вектори Д– 0 і Г™ (вектори і випереджають Д– 0 і Г™ на 90 В°). Тому якщо кут Оё = 0 (холостий хід), то між ротором і статором існують тільки сили тяжіння f , спрямовані ра-діальной (рис. 1.36, а ), і електромагнітний момент дорівнює нулю. При Оё> 0 (генераторний режим) вісь потоку збудження Ф в (Полюсів ротора) випереджає вісь сумарного потоку ОЈФ на кут Оё (рис. 1.36, б ), внаслідок чого електромагнітні сили f , що виникають між ротором і статором, утворюють тангенціальні складові, які створюють гальмівний момент М. Максимум моменту відповідає значенню Оё = 90 В°, коли вісь полюсів ротора розташована між осями сумарного потоку статора.
При Оё <0 (руховий режим) вісь потоку збудження відстає від осі сумарного потоку (рис. 1.36, в), внаслідок чого тангенціальні складові електромагнітних сил, що виникають між ротором і статором, створюють обертовий момент.
Умови статичної стійкості. Кутова характеристика синхронної машини має важливе значення для оцінки її статичної стійкості і ступеня перегружаемості. Під статичної стійкістю
В В
Рис. 1.36 - Картина взаємодії потоків Ф в і ОЈФ в синхронній машині
синхронної машини, працюючої паралельно з мережею, розуміється її здатність зберігати синхронне обертання (тобто умова n 2 = n 1 ) при зміні зовнішнього обертального моменту М вн , прикладеного до його валу. Статична стійкість забезпечується тільки при кутах Оё, відповідних М < М макс .
В
Рис. 1.37 - Зони стійкою і нестійкої роботи на кутовий характеристиці синхронного генератора (а) і кутові характеристики при різних струмах збудження (б)
Розглянемо більш докладно це запитання. Припустимо, що генератор працює при деякому зовнішньому моменті М вн , переданому його ротору від первинного двигуна. При цьому вісь полюсів ротора зрушена на деякий кут Оё щодо осі сумарного потоку ОЈФ і машина розвиває електромагнітний момент М, який можна вважати рівним М вн (рис. 1.37, а, точки < i> А і З ) . Якщо момент М вн зростає, то ротор генератора прискорюється, що призводить до збільшення кута Оё до Оё + О”Оё. При роботі машини в точці А зростання кута Оё викликає збільшення електромагнітного моменту до величини М + О” М (точка В); в результаті рівновагу моментів, що діють на вал ротора, відновлюється і машина після деякого коливального процесу продовжує працювати з синхронною частотою обертання. Аналогічний процес має місце і при зменшенні М вн ; при цьому відповідно зменшуються кут Оё і момент М, а отже, рівновага моментів також відновлюється. Однак якщо машина працює при ПЂ/2 <Оё <ПЂ
(точка С), то збільшення кута Оё викликає зменшення електромагнітного моменту до величини М - О” M (точка D ). У результаті рівновагу моментів, що діють на вал ротора, порушується, ротор продовжує прискорюватися, а кут Оё-зростати. Зростання кута Оё може привести до двох результатів: 1) машина перейде в точку стійкої роботи (Аналогічну точці А) на наступних позитивних напівхвилях, 2) ротор за інерцією проскочить стійкі положення і станеться випадання з синхронізму, тобто ротор почне обертатися з частотою, що відрізняється від частоти обертання магнітного поля статора.
Випадання з синхронізму є аварійним режимом, так як воно супроводжується протіканням по обмотці якоря великих струмів. Це пояснюється тим, що Е.Д. с. генератора Е і напруга мережі U c при зазначеному режимі можуть складатися по контуру В«генератор-мережаВ», а не відніматися, як при нормальній роботі.
Якщо зовнішній момент з якої-небудь причини знижується, то при роботі машини в точці З кут Оё зменшується, зростає електромагнітний момент, що приводить до подальшого зменшення кута Оё і переходу до роботи в стійкій точці А.
З розгляду рис. 1.37, а слід, що синхронна машина працює стійко, якщо dM/ dОё > 0, та нестійкий, якщо dM/ dОё < ; 0; чим менше кут Оё, тим більше стійко працює машина.
Якщо машина працює в сталому режимі при деякому вугіллі Оё, то мале відхилення О”Оё від цього кута супроводжується виникненням моменту О” M = ( dM/ dОё) О”Оё, який прагне відновити вихідний кут Оё. Цей момент називають синхронізуючим. Йому відповідає поняття синхронизирующей потужності О” P ем = ( dP ем / dОё) О”Оё .
Похідні dM/ ...
