2. Noaniq sinxronlash usuli. SG larni aniq sinxronlash usuli bilan parallel ulash ko‘p vaqt (10 minut) talab qiladi. Shuning uchun hozirgi vaqtda juda ko‘p elektr stansiyalarda o‘z-o‘zini (noaniq) sinxronlash usuli qo‘llanilmoqda. Bu usul bilan SG kuchlanishi va chastotasi tarmoqnikidan nisbatan kam miqdorda farqli bo‘lgan holda ham generatorni qisqa vaqtda tarmoqqa parallel ulashga erishiladi. Noaniq sinxronlashda birlamchi motor yordamida hali qo‘zg‘atilmagan (qo‘zg‘atish chulg‘ami o‘zgarmas tok manbaiga ulanmagan) generatorning rotori sinxron aylanish chastotaga yaqin chastota bilan aylantiriladi, keyin stator chulg‘amlari tarmoqqa ulanadi va qo‘zg‘atish chulg‘amiga o‘zgarmas tok beriladi. Bu paytda stator tokining tebranishi kuzatiladi. Shuning uchun bu usul generatorni tez va qisqa vaqt ichida tarmoqqa parallel ulash kerak bo‘lganda qulay hisoblanadi. Sinxronlashdan oldin generator va tarmoq kuchlanishi ayrim fazalarining ketma-ketligi tekshirilgan bo‘lishi shart.
22.2§. Sinxron generatorning elektromagnit quvvati va momenti, burchak xarakteristikalari va aktiv quvvatini rostlash Katta quvvatli (U = const, f = const) elektr tarmog‘i bilan parallel ishlayotgan SG ning xarakteristikalari avtonom ishlayotgan SG nikidan umuman farq qiladi. Katta quvvatli tarmoqning kuchlanishi mashinaning har qanday ish rejimidan qat’iy nazar o‘zgarmaganligi tufayli sinxron mashinaning vektor diagrammasida o‘zgarmas bo‘ladi.
SG ning aktiv quvvatini o‘zgartirish uchun uni harakatga keltirayotgan birlamchi mexanizm (masalan, turbina)ga ta’sir etish, ya’ni uning aylanish chastotasini o‘zgartirish lozim. Buni esa turbinaga kelayotgan suv (GES da) yoki bug‘ (IES va AES larda) bosimini o‘zgartirish yoki o‘zgarmas tok motorining qo‘zg‘atish tokini o‘zgartirish, dizel generatorlarda esa yoqilg‘i miqdorini oshirish bilan amalga oshiriladi.
Generatorning tarmoqqa berayotgan aktiv quvvati quyidagiga teng:
, (22.1)
bu yerda: Pe1 – stator chulg‘ami zanjiridagi elektr isroflar; Pm – stator o‘zagidagi magnit isroflar.
Katta va o‘rta quvvatli generatorlarda Pe1 va Pm isroflari juda ham kichik bo‘lganligi tufayli ular hisobga olinmasa, generatorning tarmoqqa berayotgan quvvati quyidagiga teng bo‘ladi:
. (22.2)
Tarmoq bilan parallel ishlayotgan SG ni tekshirish vaqtida Pem quvvatni mashinaning parametrlari, rotorining holati va uning natijaviy magnit maydoni orasidagi siljish burchagi orqali ifodalash qulaydir.
Buning uchun (22.1) formula boshqa ko‘rinishga keltiriladi. Magnit to‘yinishi hisobga olinmagan ayon bo’lmagan qutbli SG ning 19.6,a-rasmda ko‘rsatilgan vektor diagrammasi stator chulg‘amining aktiv qarshiligi e’tiborga olinmagan (r10, demak, r1 =0) hol uchun 22.2,a-rasmda keltirilgan.
Bu diagrammadan quyidagini aniqlaymiz, ya’ni 0AB va ACB uchburchaklarning umumiy tomoni = 0Asin = ACcos yoki 0A va AC vektorlarning modullari orqali ifodalansa quyidagi tenglikka ega bo‘lamiz:
E0sin = I1xsncos. (22.3)
Bu tenglamaning ikkala tomonini SG ning fazalar soni m ga va kuchlanishi U ga ko‘paytirib, sinxron induktiv qarshilik xsn ga bo‘lamiz, natijada uch fazali sinxron mashinaning elektromagnit quvvatini aniqlash formulasi kelib chiqadi:
Pem = mUI1cos = (mUE0 /xsn) sin. (22.4)
B u ifodadan ko‘rinishicha, elektromagnit quvvat Pem kuchlanish U, EYuK E0 va ular orasidagi siljish burchagi larga bog‘liq bo‘lar ekan. Kuchlanish U va EYuK E0 vektorlar orasidagi burchak yuklanish burchagi deyiladi.
Ayon bo’lmagan qutbli SG ning elektromagnit momenti quyidagi ifodadan topiladi:
, (22.5)
bu yerda: 2 f1 – magnit maydonining burchak tezligi. 1 const bo‘lgani uchun M Pem bo‘ladi. 22.2,b-rasmda Pem (yoki M) = f() bog‘liqlik ko‘rsatilgan bo‘lib, unga SG elektromagnit quvvati yoki elektromagnit momentining burchak xarakteristikasi deyiladi.
Bunda U const, f1 const va E0 const (Iqoz const) bo‘ladi. PN va MN larning qiymatlariga nominal burchak N to‘g‘ri keladi va u N 2035 oralig‘ida bo‘ladi. Burchak 2 bo‘lsa, sin 1 bo‘lib, quvvat va moment o‘zlarining maksimum qiymatlariga ega bo‘ladi.
, . (22.6)
Ayon bo’lmagan qutbli SG burchak = 0/2 oraliqda sinxron rejimda ishlay oladi. >/2 da esa sinxronizmdan chiqib ketadi va avariya holati yuz beradi.
Ayon qutbli SG ning elektromagnit quvvatini vektor diagrammadan (22.2,c-rasm) foydalangan holda quyidagicha aniqlanadi. Magnit zanjirining to‘yinishi hisobga olinmagan SG stator chulg‘amining aktiv qarshiligi kichikligidan r1 0 deb hisoblanadigan katta va o‘rta quvvatli SG ning aktiv quvvati quyidagiga teng:
. (22.7)
Vektor diagrammadan = – ekanligini aniqlab (22.7) formulaga qo‘yamiz
(22.8)
Kuchlanish va kuchlanish pasayishi vektorlarini E0 vektori yo‘nalishiga (bunga mashinaning ko‘ndalang «q» o‘qi to‘g‘ri keladi ) va unga perpendikulyar bo‘lgan yo‘nalish (mashinaning «d» o‘qi)ga proeksiyalab quyidagi ifodalarga:
; . (22.9)
ega bo‘lamiz, bulardan esa tokning ko‘ndalang (Iq) va bo‘ylama (Id) tashkil etuvchilarini aniqlaymiz:
, . (22.10)
Toklarning bu qiymatlarini (22.8) ga quyib ayon qutbli sinxron mashinaning parametrlari orqali ifodalangan elektromagnit quvvatini hisoblash formulasini hosil qilamiz:
. (22.11)
(22.11) dan ko‘rinishicha, quvvatning birinchi, ya’ni asosiy tashkil etuvchisi kuchlanishga va EYuK E0 ni hosil qiladigan qo‘zg‘atish chulg‘amining magnit oqimiga bog‘liq bo‘ladi, ikkinchi tashkil etuvchisi esa mashinaning qo‘zg‘atish oqimiga bog‘liq emas, ya’ni u kuchlanish kvadratiga va mashinaning bo‘ylama va ko‘ndalang o‘qlari bo‘yicha induktiv qarshiliklarining farqi (xdxq, odatda xd>xq) tufayli hosil bo‘ladi. Nominal qo‘zg‘atishda quvvatning ikkinchi tashkil etuvchisi birinchi (asosiy) tashkil etuvchi amplitudasining 2035% ni tashkil etadi. Ayon bo’lmagan qutbli sinxron mashinalarda xd = xq, shu sababli (22.11) formulada ikkinchi tashkil etuvchisi qatnashmaydi.