Переходный процесс в синхронной машине с демпферными обмотками
В синхронной машине с демпферными обмотками значения э. д. с. и индуктивного сопротивления в начальный момент переходного процесса зависят от параметров этих обмоток.
Н
а
рис.49 изображена принципиальная схема
синхронной машины, имеющей на роторе,
кроме обмотки возбуждения, по одной
демпферной обмотке в его продольной и
поперечной осях. Обмотка статора и обе
обмотки ротора в его продольной оси
связаны между собой общим потоком
взаимоиндукции
,
которому соответствует реактивное
сопротивление продольной реакции
.
Рис.49. Принципиальная схема синхронной машины с демпферными обмотками в продольной и поперечной осях ротора
Внезапное приращение
потока
в такой машине вызывает реакцию ротора
— приращения потока обмотки возбуждения
и потока продольной демпферной обмотки
.
При этом
баланс результирующих потокосцеплений
должен сохраниться неизменным и
соответствовать равенствам:
для обмотки возбуждения
(152)
для продольной демпферной обмотки
(153)
где
и
— начальный ток, наведенный в продольной
демпферной обмотке, и ее реактивное
сопротивление.
Из уравнений (152) и (153) следует, что
(154)
т. е. чем меньше рассеяние обмотки, тем больше наведенный в ней ток и тем соответственно больше роль этой обмотки в создании ответной реакции ротора.
Если совместную
реакцию обмотки возбуждения и демпферной
обмотки в начальный момент переходного
процесса заменить такой же реакцией от
суммарного тока
в одной эквивалентной обмотке продольной
оси ротора с реактивным сопротивлением
рассеяния
,
то
(155)
С учетом (154), (152) и (155) можно найти эквивалентное реактивное сопротивление рассеяния
(156)
которое определяется
как сопротивление двух параллельных
ветвей с
и
.
При этом реактивное сопротивление
машины в продольной оси ротора, называемое
продольным
сверхпереходным реактивным сопротивлением,
(157)
В поперечной оси ротора, где расположена только одна демпферная обмотка, поперечное сверхпереходное реактивное сопротивление
(158)
Э. д. с. за
сопротивлениями
и
в начальный момент переходного процесса
сохраняют свои значения неизменными и
называются сверхпереходными
э. д. с.
и
.
Значения этих э. д. с. находят по формулам
(159)
(160)
где
,
,
,
— составляющие напряжения и тока до
нарушения нормального режима работы
машины.
Таким образом, синхронную машину с демпферными обмотками в начальный момент переходного процесса характеризуют сверхпереходные сопротивления , и сверхпереходные э. д. с. , . Приставкой «сверх» в названиях «сверхпереходные» подчеркивают влияние на переходный процесс демпферных обмоток машины.
Векторная диаграмма явнополюсной синхронной машины с демпферными обмотками в продольной и поперечной осях ротора при работе ее с отстающим током показана на рис.3.5.
Принципиальную
схему трех магнитосвязанных обмоток в
продольной оси ротора (рис.51, а)
можно представить эквивалентной схемой
замещения, аналогичной схеме замещения
трехобмоточного трансформатора (рис.51,
б),
в которой э. д. с.
.
и
соответствуют результирующим
потокосцеплениям обмотки возбуждения
и продольной демпферной обмотки.
Упрощенная схема замещения машины с
параметрами
и
изображена на рис.51, в.
В
поперечной оси ротора с параметрами
и
схема замещения машины имеет такой же
вид, как и для двухобмоточного
трансформатора (см. рис. 48)
Рис.51. К рассмотрению переходного процесса в синхронной машине с демпферными обмотками
При чисто индуктивной цепи статора продольная и поперечная составляющие сверхпереходного тока, соответствующего начальному моменту переходного процесса, определяются выражениями
(161)
(162)