Microsoft Word Уч пос по см для сш-сфу 2003. doc

Изменение активной мощности. Режимы генератора и дви- гателя. Из сказанного выше следует, что изменение тока возбуждения не вызывает появления активной нагрузки или ее изменения. Чтобы включенная на параллельную работу машина приняла на себя актив- ную нагрузку и работала в режиме генератора, необходимо увеличить движущий механический вращающий момент на ее валу, увеличив, например, поступление воды или пара в турбину.
Тогда равенство моментов на валу нарушится, ротор генератора, а следовательно, и вектор ЭДС, генератора E^ забегут вперед на неко-
ис. 7.6. Характер магнитного поля в воздушном зазоре при работе синхронной машины на холостом ходу (а), в режиме генератора (б) и двигателя (в)
торый угол  (рис. 7.5, в). При этом возникнет ток I^ , отстающий, как

и ранее, от U^
на 90°. Но, как следует из рис. 7.5, в, в данном случае


P  mUICos  0 .

Если, наоборот, притормозить ротор машины, создав на его валу механическую нагрузку, то ЭДС E^ отстанет от U^ на некоторый угол


 , ток I^ будет отставать от U^ на угол 90° <  < 270°. При этом

мощность машины
P  mUICos  0
и машина будет работать в ре-

жиме двигателя, потребляя активную мощность из сети (рис. 7.5, г).
Как следует из рис. 7.5, в и г, у генератора вектор U^ отстает от вектора E^ , а у двигателя – наоборот. Угол нагрузки  в первом слу- чае будем считать положительным, а во втором – отрицательным.
Характер магнитного поля в зазоре между статором и ротором в режимах генератора и двигателя изображен на рис. 7.6. У генератора ось полюсов сдвинута относительно оси потока на поверхности стато-
ра на угол _ вперед по направлению вращения ( _ >0), а у двигате-

ля – против направления вращения ( _ < 0). Угол _ можно назвать
внутренним углом нагрузки. Образование электромагнитного вра- щающего момента М и направление его действия согласно рис. 7.6 можно объяснить также тяжением магнитных линий.
Преобразование энергии в синхронных машинах нормальной конструкции, с вращающимся индуктором и возбудителем на общем

валу, иллюстрируется энергетическими диаграммами рис. 7.7, где
^pмх

– механические потери,
p_в – потери на возбуждение синхронной ма-

шины, включая потери в возбудителе,
р_д – добавочные потери от вы-

сших гармоник поля в стали статора и ротора,
р_мг – основные манит-

ные потери и
р_эл – электрические потери в обмотке якоря. Для генера-

тора
P₁ – потребляемая с вала механическая мощность и
P₂ – отдава-

емая в сеть электрическая мощность, а для двигателя P₁ – потребляемая из сети электрическая мощность и P₂ – развиваемая на валу механичес-

кая мощность. Электромагнитная мощность P_эм
передается с помощью

Рис. 7.7. Энергетические диаграммы синхронного генератора (а) и двигателя (б)

магнитного поля с ротора на статор в режиме генератора и в обратном направлении – в режиме двигателя.

Добавочные потери покрываются за счет механической мощности

на роторе. Механические потери возбудителя включаются в потери
p_мх .

Весьма важно отметить, что при изменении движущего или тор- мозящего механического момента на валу синхронная машина облада- ет свойствами саморегулирования и способностью до известных пре- делов сохранять синхронизм с сетью, т. е. синхронное вращение с дру-

гими синхронными машинами, приключенными к этой сети. Напри- мер, при приложении к валу положительного вращающего момента

CT
M ротор будет ускоряться и угол нагрузки будет расти от нуля (рис.
7.5, в). Вместе с тем машина начинает нагружаться активной мощно- стью P и развивать тормозящий электромагнитный момент M . При

этом величины
, P
и M будут расти до тех пор, пока не наступит

CT
равновесие моментов M = M на валу. Одновременно с этим восста-
новится также баланс между потребляемой с вала механической мощно- стью, отдаваемой в сеть электрической мощностью и потерями в маши-

CT
не. В случае приложения к валу тормозящего момента M (рис. 7.5, г)
угол  будет расти по абсолютной величине также до тех пор, пока не восстановится равновесие моментов на валу и баланс мощностей.
Все изложенное выше действительно также для явнополюсной машины с той лишь разницей, что диаграммы рис. 7.5, в и г будут не- сколько сложнее.

На рис. 7.5, в и г
E  U . Как видно из этих рисунков, при этом

ток I будет иметь также некоторую реактивную составляющую. Если
изменить ток возбуждения так, что будет E  U , то при сохранении
активной мощности это вызовет изменение реактивного тока и реак- тивной мощности.

План
1 Условия синхронизации генераторов

2 Синхронизация с помощью лампового cинхроноскопа
3 Синхронные режимы параллельной работы синхронных машин.
4 Изменение активной мощности. Режимы генератора и дви- гателя.