Книга адресована специалистам-гидроэнергетикам, персоналу гаэс, проектировщикам, преподавателям и студентам гидроэнергетических специальностей. Может быть полезна также специалистамэнергетикам

Принцип действия и основные свойства асинхронизированных синхронных машин. В литературе для машин с симметричной или несимметричной двухфазной или более системой обмоток на роторе, присоединенных к преобразователю частоты и напряжения, используются различные названия (термины): асинхронная машина двойного питания; машина с продольно-поперечным возбуждением; асинхронизированная синхронная машина (АСМ).
Последний термин получил наибольшее распространение. В случае ГАЭС используется также термин «асинхронизированный гене- ратор-двигатель» (АСГД).
Напомним кратко принцип действия АСМ. Электрическая машина, в отличие от обычной синхронной, имеет на роторе не одну обмотку возбуждения, а две или более, оси которых взаимно сдвинуты на определенный угол. Наиболее часто система обмоток на роторе симметричная – двух- или трехфазная.
Изменяя амплитуды и фазы напряжений, подводимых к обмоткам ротора от статических преобразователей, можно изменять величину и угловое положение относительно осей ротора магнитного поля, создаваемого этими обмотками, вплоть до его вращения относительно ротора. При частоте, подводимой к обмоткам от пре образователей системы напряжений, равной частоте скольжения ротора, результирующее поле, создаваемое этими обмотками, может вращаться относительно статора с синхронной скоростью, индуктируя эдс с частотой, равной частоте сети. Это позволяет регулировать частоту вращения ротора с сохранением синхронизма между эдс АСМ и напряжением сети.
Возможность изменения не только величины, но и углового положения результирующего поля возбуждения обеспечивает лучшие показатели АСМ по сравнению с обычной синхронной электрической машиной как по статической, так и по динамической устойчивости. Это достигается применением в системе регулирования возбуждения АСМ раздельного управления полями по продольной d и поперечной q осям, что обеспечивает независимое управление активной мощностью (электромагнитным моментом) и реактивной мощностью (напряжением). Преимущества АСМ по характеристикам устойчивости по сравнению с обычными синхронными машинами особенно велики при работе в режиме потребления из сети реактивной мощности. Кроме того, возможность управления угловым положением поля возбуждения АСМ обеспечивает лучшее, чем у синхронных машин, демпфирование колебаний, облегчает синхронизацию.
Принцип изменения углового положения результирующего поля возбуждения показан ниже с помощью упрощенных векторных диаграмм синхронного и асинхронизированного генераторов.
На рис. 16.2, а показана векторная диаграмма синхронного генератора классического исполнения (с одной обмоткой возбуждения). У этого генератора приращение эдс якоря (статора) DĖ_0d, обусловленное регулированием тока возбуждения (İ_fd = İ_fd0 + Dİ_fd), всегда направлено вдоль оси вектора Ė_0d, то есть вдоль поперечной оси ротора, и вызывает отклонение как активной DP, так и реактивной DQ мощности электрической машины.
В машинах продольно-поперечного возбуждения, изменяя соотношение токов в обмотках возбуждения, можно сделать так, что приращение эдс якоря DĖ₀ будет направлено под произвольным и заданным углом к эдс Ė₀ (рис. 16.2, б).
Можно добиться такого положения, что приращение эдс якоря DĖ₀ будет направлено перпендикулярно вектору напряжения якоря (статора) U. В этом случае будет изменяться только активная мощность машины (рис. 16.3, а).
Если же приращение эдс направлено вдоль вектора напряжения якоря, то изменяется или регулируется только реактивная мощность машины (рис. 16.3, б). Следовательно, в электрических машинах, содержащих две обмотки возбуждения, за счет изменения простран-

а б