ГЛАВА XV
АСИНХРОННАЯ МАШИНА КАК ГЕНЕРАТОР
§ 153. Параллельная работа асинхронного генератора с сетью.
Асинхронные генераторы, получающие возбуждение из сети посредством вращающегося поля, могут работать, вообще говоря, только в параллельном соединении с синхронными машинами.
На фиг. 156 изображен асинхронный генератор AG, работающий на сеть параллельно с синхронной машиной SM.
Первичные двигатели (паровые турбины, дизеля и т. п.), приводящие во вращение машины SM и AG, на фиг. 156 не показаны.
Предположим, что токи этих двух машин равны Is и Iа, причем ток сети равен I. Ток сети I здесь будет равен геометрической сумме токов синхронного и асинхронного генераторов:
I = Is + Iа.
На фиг. 157 показано геометрическое сложение этих двух токов для частного случая, когда ток сети I совпадает по фазе с напряжением U.
При этом предположим, что ток асинхронного генератора Iа отстает от U на угол φа , и что возбуждение синхронного генератора SM установлено такое, что его ток Is опережает U на угол φs.
Если для какого-либо частного случая токи Is и Iа будут равны и углы сдвига фаз также равны
φs = φа , то при условиях фиг. 157 мы получим равенство реактивных слагающих тока синхронного и асинхронного генераторов: I0а = I0s.
Из фиг. 157 видно, что, несмотря на чисто активную нагрузку сети, ток асинхронного генератора Iа отстает по фазе относительно напряжения сети U. Заметим, что асинхронный генератор с короткозамкнутым ротором может работать только с отстающим по фазе током, так как для своего возбуждения он требует реактивного тока.
Как видно из фиг. 157, синхронный генератор посылает в сеть активную составляющую тока для покрытия приходящейся на этот генератор мощности сети и, кроме того, посылает реактивную составляющую I0s , равную реактивной составляющей асинхронного генератора I0а .
Мы видим, что в условиях фиг: 157 синхронный генератор SM генерирует не только активный ток, но также и реактивный ток I0s , равный реактивному току I0а , создающему вращающийся поток асинхронного генератора AG. Таким образом синхронный генератор SG здесь питает реактивным током асинхронный генератор AM
 |
 |
| Фиг. 156. Параллельная работа асинхронного генератора с синхронным. | Фиг. 157, 158. Векторные диаграммы при параллельной работе асинхронного и синхронного генераторов. |
Векторная диаграмма фиг. 157 относится к тому случаю, когда активная нагрузка поровну распределяется между обеими машинами SM и AG. Однако можно, разгружая синхронную машину SM, всю активную нагрузку сети перенести на асинхронный генератор.
Как видно из векторной диаграммы, в этом случае (фиг. 158, справа) синхронная машина будет посылать только реактивный ток I0s.
Мы видим таким образом, что здесь роль синхронной машины сводится лишь к тому, чтобы питать реактивным током I0s = I0a статор асинхронного генератора. В этом случае синхронная машина SM может быть механически отсоединена от вращающего ее первичного двигателя и может быть пущена как перевозбужденный синхронный двигатель, вращающийся вхолостую и питающий реактивным током статор асинхронного генератора AG.
Достоинством асинхронных генераторов является то, что эти машины, работая в нормальном соединении с синхронными машинами, не подвержены "качаниям", так как асинхронный генератор, работая асинхронно, допускает колебание своей скорости в известных пределах и не подвержен опасности выпадения из синхронизма, что имеет место в синхронных машинах. Отметим здесь еще другое достоинство асинхронного генератора, заключающееся в том, что при коротких замыканиях и уменьшении в связи с этим напряжения сети почти до нуля асинхронный генератор автоматически теряет свое возбуждение, и установившийся ток короткого замыкания этой машины делается при этих условиях равным нулю.