Стартовая >> Книги >> Оборудование >> Электрические машины

Статическая устойчивость синхронной машины - Электрические машины

Оглавление
Электрические машины
Основные электромагнитные схемы электрических машин
Устройство многофазных обмоток
Магнитное поле и МДС многофазных обмоток
Электродвижущие силы, индуктируемые в обмотке
Асинхронные машины
Явления в асинхронной машине при неподвижном роторе
Явления в асинхронной машине при вращающемся роторе
Уравнения, схема замещения и векторная диаграмма
Энергетическая диаграмма асинхронного двигателя
Механическая характеристика асинхронной машины
Статическая устойчивость асинхронной машины
Экспериментальное исследование асинхронных двигателей
Рабочие характеристики асинхронного двигателя
Двигатели с улучшенными пусковыми свойствами
Пуск асинхронных двигателей
Регулирование частоты вращения асинхронных двигателей
Несимметричные режимы работы асинхронных двигателей
Однофазные асинхронные двигатели
Генераторный режим асинхронной машины
Трансформаторный режим асинхронной машины
Синхронные машины
Магнитное поле синхронной машины при холостом ходе
Расчет магнитной цепи синхронной машины при хх
Магнитное поле синхронной машины при нагрузке
Приведение МДС обмотки статора к МДС возбуждения
Уравнения напряжений и векторные диаграммы
Уравнения векторные диаграммы с учетом насыщения
Работа на автономную нагрузку
Параллельная работа синхронных машин
Включение генератора в сеть
Регулирование активной мощности синхронной машины
Регулирование реактивной мощности синхронной машины
Угловая характеристика синхронной машины
Статическая устойчивость синхронной машины
U-образные характеристики
Синхронные двигатели
Синхронные компенсаторы
Несимметричные режимы синхронных генераторов
Внезапное трехфазное кз синхронного генератора
Качания и динамическая устойчивость синхронной машины
Машины постоянного тока
ЭДС обмотки якоря и электромагнитный момент
Магнитное поле машины постоянного тока при нагрузке
Коммутация
Генераторы постоянного тока
Характеристики генераторов с самовозбуждением
Параллельная работа генераторов постоянного тока
Двигатели постоянного тока
Характеристики двигателя постоянного тока
Регулирование частоты вращения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Установившийся режим синхронной машины всегда сопровождается малым изменением напряжения сети, напряжения возбуждения или внешнего момента. Эти изменения обуславливают возмущение установившегося режима, в результате которого возникает переходный процесс, оканчивающийся либо новым установившимся режимом (), либо угол q непрерывно изменяется, и нормальная работа синхронной машины становится невозможной.
Для характеристики установившегося режима синхронной машины в условиях малых возмущений вводят понятие о статической устойчивости. Говорят, что режим синхронной машины статически устойчив, если сколь угодно малое возмущение оканчивается переходом к новому установившемуся режиму. В противном случае говорят, что режим статически неустойчив.
Рассмотрим генераторный режим синхронной машины. Пусть генератор развивает мощность . Принципиально возможны два режима работы генератора с такой мощностью, соответствующие точкам 1 и 2 на угловой характеристике (рис. 5.40).


Статическая устойчивость синхронной машины

Покажем, что режим в точке 1 устойчив, а в точке 2 - неустойчив. Движение ротора синхронной машины описывается дифференциальными уравнениями
                    (5.16)
где  - угловая скорость вращения ротора;  - синхронная угловая скорость.
В установившемся режиме электромагнитный момент генератора  уравновешивает внешний момент , поэтому угловая скорость вращения ротора  и угол нагрузки .
Для анализа характера движения ротора при малом возмущении со стороны сети выполним линеаризацию угловой характеристики:
.
Аналогичное выражение получаем и для электромагнитного момента:
.
Тогда уравнение движения ротора можно представить в малых приращениях:
                                            (5.17)
где ; .
Решение этого уравнения имеет вид
,                                                  (5.18)
где  и  - корни характеристического уравнения
,
определяемые выражением
.
Данное выражение показывает, что при  (режим в точке 1) оба корня являются комплексными, поэтому характер переходного процесса будет колебательным. Колебания быстро затухают благодаря действию успокоительной обмотки (не учитываемой при данном анализе). После затухания колебаний машина вновь выходит на установившийся режим.
При  (режим в точке 2) оба корня являются вещественными, причем один из них положительный. В этом случае уравнение (5.18) не имеет устойчивого решения ( при ). Поэтому угол q будет непрерывно изменяться до тех пор, пока режим не установится в точке 1, где . Переход из точки 2 в точку 1 будет происходить как показано стрелками на рис. 5.40 либо в результате уменьшения угла q, либо после одного проворота ротора относительно поля статора в результате увеличения угла q.
Производная  называется удельным синхронизирующим моментом. Соответствующая ему удельная синхронизирующая мощность  определяется по формуле
.
Зависимость синхронизирующей мощности  от угла q показана на рис. 5.40. Восходящая ветвь угловой характеристики, при которой , соответствует устойчивому режиму, а нисходящая - неустойчивому. Наиболее устойчивым является режим холостого хода, а предельным по условию статической устойчивости является режим при .



 
« Электрические аппараты и оборудование выше 1000В
электрические сети