2tom152

5. MASZYNY ELEKTRYCZNE 306

Rys. 5.45. Charakterystyki kątowe maszyny z cylindrycznym wirnikiem pr2y stałym napięciu i różnych wzbudzeniach J_/3 > 1_f2 > I_fL

Rys. 5.46. Charakterystyki kątowe maszyny z wystającymi biegunami

1 — moment całkowity, 2 moment wytworzony przez uzwojenie wzbudzające, 3 — moment reluktancyjny

Przeciążalność statyczna maszyny synchronicznej wyraża się stosunkiem maksymalnego momentu synchronicznego M_p0 przy wzbudzeniu znamionowym do momentu znamionowego

— dla maszyn z cylindrycznym wirnikiem

'/.V

■ = K

sin 9_ln I_fkcos(p_N //„cos cf>„

(5.61)

— dla maszyn z wystającymi biegunami

I f_kCOS tfu

-sin .9,

1-9

Lg

(5.62)

Moment synchronizujący występuje w przypadku pracy maszyny w systemie energetycznym przy pojawieniu się nierównowagi momentów działających na wirnik maszyny (zwarcie udarowe, zmiana obciążenia, zmiana wzbudzenia, gwałtowna zmiana napięcia). Moment ten wyraża się zależnością:

— dla maszyny z cylindrycznym wirnikiem

dM,

d9,

9,55

a-m

%

E_rU

-cos9.

= a<7

(5.63)

Kyn

Rys. 5.47. Charakterystyki maszyny z cylindrycznym wirnikiem

1    moment obrotowy elektromagnetyczny,

2    — współczynnik synchronizujący <j

dla maszyny z wystającymi biegunami

M_syn

9,55

a-

%

EjU

7*7

cos9_Ł + t/²

cos29_L

(5.64)

gdzie: a — kąt wychylenia wirnika od położenia równowagi, a = d M_c /d .9,, — współczynnik synchronizujący.

Współczynnik synchronizujący o wyraża zdolność maszyny do wytworzenia momentu synchronizującego (rys. 5.47). Największa zdolność występuje przy 3_L = 0 (bieg jałowy), a przy 3_;-9 równa się zeru. Znak współczynnika synchronizującego określa zakres stabilności statycznej maszyny: dla o > 0 — praca stabilna; dla o < 0 — praca niestabilna.

5.3,4. Parametry charakterystyczne maszyn synchronicznych

5.3.4.I. Reaktancje maszyny synchronicznej

Maszyna synchroniczna w obwodzie zastępczym układu elektroenergetycznego jest odwzorowywana przez źródło sem oraz reaktancje. Rezystancje odgrywają stosunkowo małą rolę i mogą być pominięte.

Reaktancje twornika wyrażają ilościowo sprzężenia magnetyczne w maszynie w różnych warunkach pracy.

Reaktancja podprzejściowa podłużna X'j (poprzeczna X") charakteryzuje stan magnetyczny maszyny wywołany polem współbieżnym w pierwszej chwili po nagłej zmianie stanu ustalonego w osi podłużnej (poprzecznej) maszyny mającej obwody tłumiące. Jest wyrażona wzorem

^x'i = ^ + —-1-—    (5.65)

^Aad ^Alf **■łkd

*; = *„+—■-¹ _t    (5.66)

^Xaq ^X Iką

gdzie: X_la — reaktancja rozproszenia uzwojenia twornika; X_if — reaktancja rozproszenia uzwojenia wzbudzającego sprowadzona do uzwojenia twornika; X_ad (X_aqj — reaktancja oddziaływania twornika w osi podłużnej (poprzecznej); ^Xlkd (X_tkq) — reaktancja rozproszenia uzwojenia tłumiącego w osi podłużnej (poprzecznej) sprowadzona do uzwojenia twornika.

Reaktancja przejściowa podłużna X '_d (poprzeczna X _q) charakteryzuje stan magnetyczny maszyny wywołany polem współbieżnym w pierwszej chwili po nagłej zmianie stanu ustalonego w osi podłużnej (poprzecznej) maszyny nie mającej obwodów tłumiących. Jest wyrażona wzorem

X* = X_{la +} - _}    ¹ j    (5.67)

(5.68)

Reaktancja synchroniczna podłużna X_d (poprzeczna X _q) charakteryzuje stan mag-

20‘