СМ без успокоительной (демпферной) обмотки (у.о.)

До возникновения переходного процесса в СМ имеют место следующие потоки (Рис.37)

Рис.37

Фf – поток обмотки возбуждения;

Фsf – поток рассеяния обмотки возбуждения;

Фd – поток воздушного зазора;

Фаd – магнитный поток преодоления реакции статора на ротор;

Фd – поток, полезносцепленный с обмоткой статора;

Фfрез – поток, полезносцепленный с обмоткой возбуждения или результирующий.

Обратимся к балансу магнитных потоков в продольной оси ротора С.М.

При отсутствии насыщения каждый из потоков и их отдельные составляющие можно рассматривать независимо друг от друга.

В нормальном режиме работы СМ магнитный поток обмотки возбуждения , который был бы при холостом ходе машины, состоит из потока рассеяния ротора и полезного потока . В свою очередь полезный поток является геометрической разностью потока в воздушном зазоре и потока продольной реакции статора . Результирующий магнитный поток , сцепленный с обмоткой возбуждения, складывается из потока в воздушном зазоре и потока рассеяния .

В момент нарушения режима при внезапном КЗ увеличивается магнитный поток реакции статора на ротор на величину Δ , т.к. в обмотке статора протекает ток КЗ,а не ток нагрузки. В ответ на эту реакцию увеличивается ток возбуждения и, следовательно, увеличивается поток обмотки возбуждения на Δ . Согласно закону Ленца баланс магнитных потоков в начальный момент не изменится, т.е. c увеличением потока обмотки возбуждения происхдит увеличение потока и соответственно поток в воздушном зазоре уменьшается до . Вместе с тем поток остаётся неизменным, т.е. =const. В результате сумма приращений потоков

Соответствующие значения потокосцеплений D и D должны также компенсировать друг друга, т.е.

- сопротивление обмотки возбуждения; I_*с – ток статора.

- приведенное к статору приращение тока возбуждения.

Из (28.1) следует, что различие между приращением тока статора и приведенного к статору приращения тока возбуждения обусловлено лишь реактивностью рассеяния обмотки возбуждения.

В ненасыщенной машине поток рассеяния обмотки возбуждения составляет лишь некоторую постоянную долю от полного потока возбуждения , которая называется коэффициентом рассеяния обмотки возбуждения.

С увеличением потока пропорционально ему увеличивается поток , что приводит к уменьшению потока до значения следовательно, в начальный момент короткого замыкания только поток сохраняет свое предшествующее значение. Если результирующее потокосцепление обмотки возбуждения рассматривать как потокосцепление на холостом ходу машины, то часть этого потокосцепления, связанная со статором, будет:

Зная потокосцепление _,полезносвязанное с обмоткой возбуждения, и коэффициент рассеяния обмотки возбуждения s_f, можно определить ту часть потокосцепления, которая полезно связана с обмоткой статора. Причем, это потокосцепление обуславливает ЭДС статора , которая в начальный момент п.п. сохраняет свое предшествующее значение. Придадим выражению (28.3) более наглядный вид:

Т. к. при приведении параметров ротора к статору имеем:

Прибавим и отнимем в правой части формулы (28.5) выражение , получим:

- поперечная переходная ЭДС.

- называют продольной преходной реактивностью.

Таким образом, в начальный момент п.п. генератор без успокоительной обмотки характеризуется ЭДС , называемой поперечной переходной ЭДС и сопротивлением , называемым продольным переходным сопротивлением. Следовательно, в практических расчетах для определения начального значения тока КЗ, когда в схеме имеется генератор без у.о., его необходимо вводить в схему замещения своей переходной ЭДС и переходным сопротивлением , которое должно быть приведено к базисным условиям.

а) б)

Рис.38

величина задается в паспортных данных генератора и определяется опытным путем.