Головна | Про нас | Зворотній зв'язок
Принциповою особливістю синхронного генератора, підключеного до мережі постійної напруги і постійної частоти, є здатність автоматично (без участі операторів) підтримувати постійної частоту обертання свого ротора. Потужність, що віддається генератором в мережу, буде визначатися механічним моментом, що розвивається турбіною, яка обертає ротор. У разі зміни цього механічного моменту, що приводить в обертання ротор, генератор без участі будь-яких зовнішніх сил автоматично змінює свій власний електромагнітний момент, який протидіє обертанню генератора. Сума цих двох моментів стає рівною нулю, і генератор продовжує обертатися з постійною, синхронної швидкістю. Стан генератора з новим співвідношенням крутного (від турбіни) і гальмуючого (внутрішнього електромагнітного) моментів характеризується так званим кутом навантаження # 920; (Рис. 7.15).
Ця залежність носить назву кутовий характеристики і являє собою функцію гальмуючого електромагнітного моменту Мем генератора (або електромагнітної потужності Pем = Мем # 937; 1 де # 937; 1 - кутова швидкість ротора) від внутрішнього кута навантаження # 920 ;. Для турбогенераторів кутова характеристика дуже близька до синусоїди. Робоча точка, при якій функціонує генератор, позначена індексом номінального режиму # 920; ном і Pем.ном причому # 920; ном вибирається таким, щоб відношення максимуму синусоїди Pем.max до Pем.ном було в межах 1,5-1,8. Сама потужність Pем.max і відповідний їй максимальний момент Mем.max - це максимально можлива потужність і максимально можливий гальмуючий електромагнітний момент, що розвиваються даними синхронним генератором.
В області кутів # 920; від 0 до 90 ° синхронний генератор здатний самостійно підтримувати синхронне обертання. За межами кута 90 ° він втрачає цю здатність і випадає із синхронізму. Здатність са-мосінхронізіровать своє обертання характеризується питомою синхронизирующей здатністю Рс. яка дана на рис. 7.15 штриховий лінією.
Важливою для оцінки статичної стійкості роботи синхронних генераторів паралельно мережі постійної частоти f1 і напруги U1. є сімейство так званих V-образних характеристик (іноді званих U-образними характеристиками). Побудовані для трьох потужностей Р1 генератора, виражених у відносній формі, вони поки-зани на рис. 7.16 і являють собою залежність струму обмотки ста-тора I1 від струму збудження обмотки ротора If, I1 = f (If).
Мінімуми струмів 11 сімейства V-образних характеристик лежать на кри-вої CD і являють собою регулювальну характеристику рис. 7.16 при cos ф = 1.
У точках V-образних характери-стик, що лежать зліва від кривої CD, генератор недовозбужден і споживає реактивну енергію з мережі. У точках, що лежать праворуч від кривої CD, генератор перезбуджена і генерує в мережу реактивну енергію. Крива АВ є кордоном статичної стійкості, коли генератор «втрачає» спо-можності самостійно підтримувати синхронне обертання і випадає з Сінх-ронізма. Отже, зона лівіше кривої АВ є невирішеною для роботи.
Аналогічне сімейство V-образних кривих має місце і для роботи синхронної машини в режимі двигуна.
У § 7.1 зазначалося, що всі традиційні види електричних машин мають властивість оборотності. Це означає, що будь-який електричний генератор без будь-яких переробок або змін може працювати як двигун. Тобто перетворювати електричну енергію в механічну, а будь-який електричний двигун може виконувати функцію генерірова-ня електричної енергії при подачі на його вал механічної енергії.
Цей принцип заснований на явищі индуктирование ЕРС в обмотках статорів машин змінного струму [в даному випадку синхронних машин (СМ)] незалежно від режиму, в якому вони функціонують. При роботі паралельно з мережею ток обмотки статора СМ визначається взаи-модействие ЕРС обмотки статора і напруги мережі, до якої присівши-єдиного обмотка статора. Трохи спрощуючи картину взаємодії ЕРС машини і напруги мережі, можна стверджувати, що потік активної потужності в генераторному режимі СМ йде від машини до мережі, коли ЕРС більше напруги. У руховому режимі - навпаки, напруга мережі «переважує» ЕРС машини, визначаючи потік активної потужності від мережі до машини.
Головною характеристикою синхронних двигунів (СД) є угло-вая характеристика, яка повністю повторює таку ж характеристику синхронних генераторів (див. Рис. 7.13). Відмінність СД від синхронного генератора (СГ) складається тільки в тому, що електромагнітний момент Мем. який був гальмуючим у генератора, тепер є рушійним, визна-ділячи напрямок обертання ротора. Функцію гальмуючого моменту виконує механічне навантаження установки. Тобто необхідна механічна робота (підйом вантажу, прокат металу, вентиляція, привід
насосів, компресорів і т.п.). Частота обертання ротора СД, як у генера-торів, які працюють паралельно з мережею, визначається частотою напря-вання мережі.
Потужність СД рідко перевищує 20-30 МВт (машини типу ТДС), проте СМ для гідроакумулюючих станцій (ГАЕС), які використовуються як в режимі звичайних генераторів, так і насосів, тобто в руховому режимі, досягають значно більших за потужністю рівнів (десят-ків і навіть сотень мегават).