Регулирование активной мощности синхронной машины, включенной в сеть

После включения в сеть методом точной синхронизации синхронная машина работает в режиме холостого хода (I1 =0). ЭДС Eo находится в противофазе с напряжением сети Uc (рис. 5.33, а). Для того, чтобы синхронная машина отдавала в сеть активную мощность, необходимо увеличить внешний момент на валу Мвн в направлении вращения ротора. Тогда ротор начнет ускоряться. Вектор Ёo сместится на угол Θ в направлении вращения ротора и возникнет ЭДС ΔE=Eo+Uc, под действием которой потечет ток

При этом вектор напряжения синхронной машины

сохранит свое положение в противофазе с вектором напряжения сети Uс Проекция тока статора I1; на напряжение U1 положительна, а на напряжение Uc отрицательна, поэтому активная мощность.

P1=mU1I1cosφ = mU1Iα будет вырабатываться синхронной машиной в отдаваться в сеть. Синхронная машина работает в режиме генератора. Соответствующий активной мощности электромагнитный момент

будет девствовать против направления вращения ротора. При равенстве моментов

увеличение угла в прекратится и ротор вновь будет вращаться с синхронной частотой. Если к валу двигателя приложить внешний момент в направлении против вращения ротора, то ротор начнет тормозиться. Вектор E0 сместится на угол Θ в отрицательном направлении (против направления вращения). Под действием возникшей ЭДС ΔЕ = Ёо + Uс потечет ток

проекция которого на вектор напряжения синхронной машины U1 будет отрицательной, а на вектор напряжения сети Uс - положительной (рис. 5.33, в). Следовательно, направление потока активной мощности изменится на обратное.

Синхронная машина переходит в режим двигателя, потребляя из сети активную мощность. Развиваемый ею электромагнитный момент будет действовать в направлении вращения ротора. При равенстве моментов Ме = Мвн торможение ротора прекратится, и он вновь будет вращаться с синхронной частотой.

Таким образом, синхронная машина обладает свойством саморегулирования (автоматического поддержания синхронной частоты вращения).