Переходные ЭДС и реактивности синхронной машины.

Рассмотрим баланс магнитных потоков в продольной оси ротора синхронной машины при установившемся симметричном режиме её работы с отстающим по фазе током. При отсутствии насыщения каждый из потоков и их отдельные составляющие можно рассматривать независимо друг от друга.

где – продольный поток в воздушном зазоре,

– продольная реакция статора.

Результирующий магнитный поток:

.

Рассмотрим, как изменится баланс магнитных потоков, если вследствие коммутаций в цепи статора поток продольной реакции статора внезапно увеличивается на (рис 4.4).

При этом будем считать, что кроме обмотки возбуждения, никаких других контуров в продольной оси ротора не имеется. В соответствии с законом Ленца приращение потока вызовет ответную реакцию обмотки возбуждения , причём приращения потокосцеплений должны компенсировать друг друга: + =0.

Считая потокосцепление выраженным в относительных единицах, а параметры ротора приведёнными к статору, это уравнение можно записать:

.

Рис.4.4. Баланс магнитных потоков

В ненасыщенной машине поток составляет некоторую постоянную долю потока , который характеризуется коэффициентом рассеяния обмотки возбуждения .

С увеличением потока от до пропорционально ему увеличивается поток от до , что приводит к уменьшению потока от до . Однако . Зная коэффициент рассеяния , можно определить ту часть потока , которая связана со статором: .

Именно это потокосцепление и обусловленная им ЭДС в обмотке статора сохраняют в начальный момент переходного процесса свои предшествующие значения:

,

.

Электродвижущую силу называют поперечной переходной ЭДС, а реактивность – продольной переходной реактивностью (определяют по паспортным данным). Соответствие потокосцепления в продольной оси и ЭДС в поперечной оси объясняются связью .

Знак «минус» при переходе к комплексным переменным приводит к уменьшению фазы на (электрических). Таким образом, составляющей потокосцепления по оси будет соответствовать ЭДС по оси . Схемы замещения синхронной машины для начального момента переходного процесса

а б в

Рис.4.5. Схемы замещения синхронной машины в продольной оси:

а – с магнитной связью; б, в – с электрической

При отсутствии у ротора замкнутых контуров в поперечной оси поток поперечной реакции статора при переходных процессах может изменяться беспрепятственно. Поэтому внезапное изменение поперечной реакции статора можно учитывать как падение напряжения от тока в реактивности , т.е. у такой машины и .