а) Вращающие моменты, действующие на ротор синхронной машины при ее качаниях.

 Вначале рассмотрим параллельную работу синхронного генератора с сетью бесконечно большой мощности при периодически изменяющемся моменте на его валу.

Предположим, что генератор приводится во вращение каким-нибудь поршневым двигателем, например одноцилиндровым четырехтактным дизелем. Кривая зависимости вращающего момента такого двигателя от угла поворота в геометрических (механических) градусах показана на рис 4-91.

Рис. 4-91. Кривая вращающего момента одноцилиндрового четырехтактного дизеля.

Как видно, вращающий момент во времени периодически изменяется (период изменения равен времени, в течение которого двигатель сделает два оборота) Его можно представить в виде среднего момента М₀, определяющего нагрузку синхронного генератора, и накладывающегося на него переменного момента М_к:

М = М₀ + М_к.

Момент М_к будем называть "избыточным" или "качательным".

Избыточный момент обусловливает вынужденные колебания синхронной машины. Он представляет собой периодическую функцию времени, среднее значение которой равно нулю. Разложим его в гармонический ряд и представим в следующем виде:

,          (4-90)

где М_ν — амплитуда ν-й гармоники избыточного момента;

ψ_ν — ее фазный угол;

v — порядок гармоники или число импульсов вращающего момента за один оборот;

 — средняя (синхронная) механическая угловая частота.

Постоянный момент М₀ соответствует постоянной мощности ω_сМ₀, а следовательно, постоянному углу θ₀ между векторами  и . Переменный момент М_к создает механические колебания ротора (и его полюсов), которые вызовут колебания вектора  относительно вектора  напряжения сети (рис. 4-92), что в свою очередь вызовет колебания тока и мощности синхронного генератора.

Рис. 4-92. Колебания вектора  относительно вектора .

Если в частном случае принять, что вращающий момент, приложенный к валу генератора со стороны первичного двигателя, постоянен и равен М₀, т е среднему значению рассмотренного ранее момента, то, очевидно, частота вращения ротора будет постоянной и никаких колебаний ее не будет В этом случае вращающий момент первичного двигателя будет уравновешиваться, если пренебречь потерями, только электромагнитным моментом генератора;

или

.          (4-91)

Вверх

Глава 5