Синхронизирующая способность синхронных машин. При параллельной работе нескольких синхронных генераторов в каждом из них возникает некоторая сила, удерживающая гене­ратор в состоянии устойчивой работы

При параллельной работе нескольких синхронных генераторов в каждом из них возникает некоторая сила, удерживающая гене­ратор в состоянии устойчивой работы, т. е. предотвращающая выход этого генератора из синхронизма.

Другими словами, синхронный генератор, включенный на параллельную работу, обладает синхронизирующей способностью.

Физический смысл синхронизирующей способности синхронных генераторов состоит в следующем. В процессе работы синхрон­ного генератора в нем действуют два вращающихся магнитных поля: поле статора и поле ротора. Оба поля вращаются синхрон­но и создают в машине результирующее вращающееся магнит­ное поле. Так как обмотки статоров всех генераторов, включен­ных на параллельную работу, электрически связаны между со­бой, то также «связанными» оказываются и результирующие магнитные поля всех генераторов, которые вращаются с синхрон­ной частотой вращения n1.

Результирующее магнитное поле машины замыкается через сердечник ротора. Поэтому электрическая связь между обмотка­ми статоров параллельно работающих машин в конечном итоге переходит в магнитную связь роторов этих машин, аналогичную эластичной механической связи, которая позволяет роторам сме­щаться относительно друг друга в пределах угла Q<Qкр. При этом роторы продолжают вращаться с синхронной частотой вра­щения. Лишь при смещении ротора какой-либо из параллельно работающих машин на угол Q, выходящий за указанные пределы, связь ротора этой машины с роторами других машин наруша­ется и машина выходит из синхронизма.

Рис. 21.9. Синхронизирующая способ­ность синхронной машины

Для количественной оценки синхронизирующей способности

синхронной машины вводят понятия удельной синхронизи­рующей мощности рс и удель­ного синхронизирующего мо­мента mс.

Удельная синхрони­зирующая мощность определя­ется отношением приращения мощности ΔРЭМ к соответствую­щему приращению угла ΔQ (рис. 21.9):

рс = ΔРЭМ / ΔQ. (21.18)

Удельный синхронизирующий момент

mс = ΔМ/ ΔQ . (21.19)

При изменениях нагрузки нарушается равенство между мощ­ностью приводного двигателя и мощностью генератора. Возни­кающий при этом небаланс мощностей ΔРЭМ представляет собой синхронизирующую мощность ΔРэм = рс ΔQ.

Синхронизирующей мощности соответствует синхронизирующий момент

ΔМ = ΔРэм / ω1 = mс ΔQ. (21.20)

Этот момент обусловлен разностью электромагнитного момен­та генератора и вращающего момента приводного двигателя и оказывает на ротор генератора действие, предотвращающее вы­ход машины из синхронизма.

Из графиков удельных синхронизирующих момента и мощности видно, что наибольшей синхронизирующей способностью синхронная машина обладает при Q = 0. С ростом Q синхронизирующая способность машины снижается и при Q= Qкр совершенно исчезает (рс = 0; mс = 0).

Синхронизирующей способностью обладают не только синхронные генераторы, но и синхронные двигатели.