Колебания синхронных генераторов. Предположим, что синхронный генератор, подключенный на параллельную работу к сети, работает ненагруженным

Предположим, что синхронный генератор, подключенный на параллельную работу к сети, работает ненагруженным. Чтобы нагрузить генератор, увеличивают вращающий момент первич­ного двигателя М1 до значения М1`, соответствующего повороту оси полюсов ротора на угол Q1 и электромагнит­ному моменту М = М1` (рис. 21.7, график 1). Однако под действием инерции вращающихся масс синхронной машины и приводного двигателя ротор повернется на угол Q2>Q1, при котором элект­ромагнитный момент гене­ратора достигает значения М'>М1. В результате на­рушившегося равновесия моментов ротор начнет по­ворачиваться в направле­нии уменьшения угла Q, но силы инерции и в этом случае помешают ротору остановиться в положении, соответствующем углу Q1 и переведут его в положение, соответствующее значению угла Q3, при котором электромагнитный момент генератора М" окажется меньше вра­щающего момента М1`. Поэтому ротор не остановится в положении Q3, а будет поворачиваться в направлении увеличения угла Q.

Рис. 21.7. Колебания синхронной ма­шины:

1 — угловая характеристика; 2 — график затухающих колебаний ротора

Таким образом, ротор синхронного генератора будет совер­шать колебательные движения (качания) около среднего поло­жения Q1 (рис. 21.7, график 2), соответствующего равновесию вращающего и электромагнитного моментов. Если бы колебания

Если бы колебания ротора не сопровождались потерями энергии, то они продолжались бы неопределенно долго, т.е. были бы незатухающими. Однако в реальных условиях колебания ротора вызывают потери энергии, из которых наибольшее значение имеют магнитные потери, обусловленные возникновением вихревых токов в сердечнике ротора. Поэтому колебания ротора имеют затухающий характер, и поэтому спустя некоторое время ротор займет положение, соответствующее углу Q1, при котором устанавливается равновесие моментов. Причинами, вызывающими колебания ротора, могут быть:

· либо изменения вращающего момента первичного двигателя М1,

· либо изменения нагрузки генератора, т. е. электромагнитного момента М.

Колебания ротора, вызванные указанными причинами, называют собственными.

Возможны также вынужденные колебания, вызванные нерав­номерным вращением ротора, например в генераторах с приво­дом от поршневых двигателей (дизели, газовые двигатели). Наи­более опасен случай совпадения частоты собственных колебаний с частотой вынужденных (резонанс колебаний). При этом колебания резко усиливаются, так что параллельная работа гене­раторов становится невозможной.

Потери энергии в металлических частях ротора оказывают тормозящее действие на подвижную часть машины и уменьшают ее колебания. Однако значительного уменьшения колебаний дос­тигают применением в синхронной машине успокоительной (демп­ферной) обмотки.

Рис. 21- Успокоительная (демпферная) обмотка

В явнополюс­ных машинах успокоительную об­мотку выполняют в виде стерж­ней, заложенных в пазы полюс­ных наконечников и соединенных на торцовых сторонах пластина­ми (рис. 21.8). В неявнополюсных машинах колебания устраняются ЛИШЬ действием вихревых токов, наводимых в сердечнике ротора.