Билет 19

Электромагнитный момент, мощность и угловые характеристики неявнополюсной синхронной машины.

Электромагнитный момент определяется как:, гдеM=M_ad=M_aq, что имеет место в неявнополюсной машине.

Через потокосцепление и токи электромагнитный момент определяется следующем образом:

Если пренебречь потерями в машине, можно считать, что отдаваемая в сеть мощность равна мощности, сосредоточенной в воздушном зазоре. Эта мощность называется электромагнитной мощностью Р_ЭМ. Она может быть определена как:

В двигательном режиме к валу синхронной машины приложен момент сопротивления и электрическая энергия, забираемая из сети, преобразуется в механическую энергию. При этом

Ось ротора отстает от оси поля. Можно считать, что в режиме двигателя направление мощности изменяет знак по сравнению с генераторным режимом.

По формуле может быть построена угловая характеристика Р_эм=f(θ). Из угловой характеристи­ки следует, что максимум электромаг­нитной мощности имеет место при 0=90°и соответственно максимальный элек­тромагнитный момент

Максимальная электромагнитная мощность Р_эмmахопределяет предел статической устойчивости машины, т. е. ее способность оставаться в синхрониз­ме. Увеличение нагрузки за пределом статической устойчивости приводит к выпадению машины из синхронизма.

На угловой характеристике от угла 0, равного нулю, до 0=90° расположе­на устойчивая часть характеристики, а в пределах угла от 90 до 180° — неус­тойчивая часть характеристики.

Р = mUIа cos φ = (mUЕ0/Xсн)sinθ.

М = Рэм/ω1 = [mUE0/(ω1Xсн )] sin θ

Реакция якоря явнополюсной синхронной машины: уравнения напряжения и МДС, векторная диаграмма

При нагрузке обмотки якоря током она создает собственное магнитное поле, которое называетсяполем реакции якоря.В явнополюсных СМ воздушный зазор, вследствие наличия явновыраженных полюсов, является неравномерным. Данная неравномерность определяет переменное значение магнитного сопротивления цепи по периметру ротора, что в свою очередь определяет переменное значение магнитного потока реакции якоря. В связи с этим для упрощения анализа такого сложного асимметричного поля применяется метод 2-х реакций, согласно которому при расчете режимов цепи вводится понятие продольной и поперечной осей

Будем рассматривать потоки реакции якоря отдельно по продольной и поперечной осям.

E_ad=4,44f₁w₁k_обФ_ad

E_ag=4,44f₁w₁k_обФ_ag

Тогда

МДС реакций якоря:

Билет 20

Совмещённая векторная диаграмма ЭДС и МДС для неявнополюсной СМ (диаграмма Потье)

При построении векторной диаграммы Потье в качестве исходных берут векторы напряжения и тока генератора и угол сдвига между ними.

Fа’ || I1, Fа’ – МДс обмотки якоря, приведенная к обмотке возбуждения.

Fа=3/2 *2

Fа’ = Fа kд, Kд – коэф. формы

Kд=Kад/Кв, Кад – коэф формф поля продольной реакции якоря, Кв- коэф формы поля возбуждения.

Fвн – результирующая МДС возбуждения (номинальная)

Векторная диаграмма строится для номинального напряжения и номинального тока.

E1 перпендикулярно Fвн (проводим линию перпенд Fвн до пересечения с I1н Xσа)

Xа – сопротивление реакции якоря

Fвн = Fвδ +Fан’

Eδ=Uн+jI1н Xσа

При практическом использовании этой векторной диаграммы ее совмещают с характеристикой ХХ.

Определяем Eδ, делаем засечку и находим положение рабочей точки 1. За базисную величину МДС Fво принимают МДС в амперах, которой при ХХ соответствует номинальное напряжение на зажимах. Эту МДС мы определяем на основе расчета магнитной цепи машины при Е1=Uнф.

Fв*=Fв/Fво.

Из точки с || вектору тока проводим вектор МДС. Fан’* = Fан’/Fво

Fвн=Fвн* Fво