Исходные положения

Процессы в синхронной машине (СМ) будут рассматриваться при следующих допущениях:

- отсутствует насыщение магнитопроводов;

- распределение индукции магнитного поля в воздушном зазоре синусоидальное;

- обмотка ротора и его магнитная система симметричны относительно поперечной q и продольной d осей.

- обмотка статора симметрична относительно осей a, b, c.

- существуют единый для всех контуров СМ магнитный поток взаимной индукции и независимые от него и друг от друга потоки рассеяния каждого из контуров.

Принципиальное изображение СМ показано на рис. 1.21.

Из теоретической электротехники известно, что трёхфазная система токов в неподвижных контурах статора создает вращающееся с частотой ω магнитное поле. Ротор машины вращается в ту же сторону и с такой же угловой частотой ω.

Таким образом, в установившемся режиме работы СМ ротор и вращающееся поле статора неподвижны друг относительно друга, т. е. вращаются синхронно. Это и определило название данного класса электрических машин как синхронные машины.

Это же обстоятельство сделало весьма эффективным использование совмещённой с ротором продольно-поперечной координатной системы d-q. Наблюдатель, условно помещённый на ротор, в установившемся режиме СМ машины будет воспринимать все переменные величины, характеризующие процессы в статоре, как постоянные величины.

Использование координатной системы d-q предполагает замену трёх физических контуров статора СМ (a, b, c) двумя эквивалентными контурами – продольным d и поперечным q. Эти два контура вращаются вместе с координатной системой d-q, поэтому параметры СМ, оцениваемые в координатной системе d-q, есть величины постоянные.

Рис. 1.21. Принципиальная схема синхронной машины