Синхронный генератор

Угловая и механическая характеристика синхронного двигателя
Уравнения механической характеристики нелинейны в связи с наличием произведения переменных. Приближенное уравнение механической характеристики двигателя может быть найдено с помощью угловой статической характеристики синхронной машины.
Положим и будем пренебрегать активным сопротивлением статора R1. Будем считать, что обмотка возбуждения питается от источника тока, и во всех режимах iв=Iв=const. В этом случае уравнения механической характеристики примут вид:

(2.1)

Из первого и второго уравнений определяются токи статора:

(2.2)
Подставив эти выражения в третье уравнение системы и, учитывая, что , после преобразований получаем уравнение угловой характеристики двухфазного явнополюсного синхронного двигателя:

(2.3)

Подставив и , получим уравнение угловой характеристики трехфазного асинхронного явнополюсного двигателя:

(2.4)

Из этого выражения видно, что момент синхронного двигателя содержит две составляющие. Первая обусловлена взаимодействием вращающегося магнитного поля статора с полем возбуждения ротора, а вторая представляет собой реактивный момент, обусловленный явнополюсным исполнением ротора. Вследствие явнополюсности, энергия магнитного поля максимальна при любом из двух положений ротора, поэтому вторая составляющая момента зависит от двойного угла Θэл.

На рис. 2.5 изображена угловая характеристика трехфазной синхронной машины с явновыраженными полюсами.
Θ эл.ном. обычно составляет 20°-30°. Это обеспечивает перегрузочную способность двигателя . Реактивный момент увеличивает крутизну рабочего участка угловой характеристики и несколько повышает перегрузочную способность двигателя.
Рис. 2.5. Угловая характеристика трехфазной синхронной машины с явновыраженными полюсами.
Так как основная составляющая момента определяется линейной зависимостью момента от напряжения питания, то перегрузочная способность двигателя менее чувствительна к изменению напряжения сети, чем у асинхронного двигателя.

Вектор определяется геометрической суммой потокосцеплений обмотки статора по оси d (рис. 5.1б):

(5.9)
и по оси q:
(5.10)