Сверхпереходные э.д.с. и реактивности синхронной машины.

Рассмотрим синхронную машину, ротор которой имеет дополнительные (демпферные) короткозамкнутые обмотки на роторе по его обеим осям (рис.3.23).

Аналогично предыдущему определим э.д.с. и реактивности, которыми можно характеризовать в начальный момент переходного процесса такую машину.

Заметим, что наличие демпферных обмоток по обеим осям ротора все равно не обеспечивает его магнитную симметрию, что вынуждает определять параметры синхронной машины отдельно в продольной и поперечной осях ротора.

Для простоты анализа примем, что все величины выражены в относительных единицах, величины ротора приведены к статору и обе обмотки ротора в его продольной оси (возбуждения и демпферная) связаны между собой общим потоком взаимоиндукции , который обусловливает реактивность продольной реакции статора .

В такой машине внезапное изменение потока вызовет ответную реакцию ротора по оси , которая образуется из приращения магнитного потока обмотки возбуждения и приращения магнитного потока продольной демпферной обмотки (здесь 1 указывает номер обмотки, индекс -расположение по оси ).

При внезапном изменении потока должен сохраниться в начальный момент баланс результирующих потоков (потокосцеплений), сцепленных с обмотками статора, возбуждения и продольной демпферной по оси , то есть должны быть соблюдены следующие равенства:

а) для обмотки возбуждения

; (3.54)

б) для продольной демпферной обмотки

, (3.55)

где , -приведенный к статору начальный ток, наведенный в продольной демпферной обмотке, и ее реактивность рассеяния.

Прировняв левые части (3.54) и 3.55), получим

, (3.56)

откуда видно, что чем меньше рассеяние соответствующей обмотки, тем больше наведенный в ней ток и тем, соответственно, больше ее участие в создании ответной реакции ротора. Также очевидно, что наличие демпферной обмотки по оси обусловливает более полную компенсацию продольного магнитного потока от внезапного приращения потока реакции статора и частично разгружает обмотку возбуждения в участии ответной реакции.

Заменим совместную ответную реакцию обмотки возбуждения и продольной демпферной обмотки в начальный момент переходного процесса реакцией от суммарного тока = , протекающего в одной эквивалентной обмотке по продольной оси ротора с реактивностью рассеяния , то есть

.

Далее, используя (3.54) и (3.56), приведем последнее равенство к виду

,

откуда найдем . (3.57)

Таким образом, реактивность рассеяния эквивалентной обмотки в продольной оси ротора можно найти как результирующую реактивность двух параллельных ветвей с и .

Следовательно, для получения реактивности в продольной оси при наличии на роторе одной демпферной обмотки по оси , характеризующей машину в начальный момент внезапного нарушения режима, достаточно в выражение для вместо ввести выражение для , определив тем самым продольную сверхпереходную реактивность.

. (3.58)

В поперечной оси ротора, где расположена только одна демпферная обмотка по аналогии с выкладками при определении можно найти так называемую поперечную сверхпереходную реактивность, характеризующую машину в начальный момент внезапного нарушения режима по поперечной оси.

. (3.59)

Э.д.с. за реактивностями и называют сверхпереходными э.д.с. и , соответственно, в продольной и поперечной осях. Эти э.д.с., как и э.д.с. , сохраняют свои значения неизменными в начальный момент внезапного нарушения режима. Их величины находят из очевидных равенств: ; .

Как и переходная э.д.с. , сверхпереходные э.д.с. , и являются расчетными условными величинами.

Модуль может быть найден из соотношения .

Таким образом, для машины с демпферными обмотками реактивности и вместе с э.д.с. и позволяют перейти от одного режима, изменившегося скачком, к другому. Приставка “сверх” в термине “сверхпереходные” указывает на то, что данные параметры и величины учитывают влияние демпферных обмоток ротора.

Реактивности и являются характерными параметрами машины и обычно задаются в справочниках.