Elektroenergetická soustava obsahuje několik generátorů pracujících do soustavy za všech provozních podmínek. Za normálních provozních podmínek generátory pracují vzájemně synchronně, tj. relativní poloha osy rotoru generátoru a osy elektromagnetického pole statoru je pevná. Úhel mezi těmito polohami se nazývá zátěžný úhel. Během jakékoli změny elektromagnetického momentu pole statoru rotor zpomaluje nebo zrychluje vzhledem k synchronně rotující magnetomotorické síle ve vzduchové mezeře mezi rotorem a statorem, čímž vytváří relativní pohyb zátěžného úhlu. Rovnice popisující tento pohyb se nazývá rovnice kývání (kmitání), což je obyčejná lineární diferenciální rovnice s konstantními koeficienty druhého řádu. Předávání mechanického a elektrického výkonu mezi rotorem a sítí v důsledku kývání rotoru (zrychlení a zpomalení) je způsobeno setrvačnou odezvou rotoru turbosoustrojí.

Rovnice a řešení Pro úhlovou rychlost, kolísající okolo své ustálené hodnoty a jí příslušný zátěžný úhel:

zapišme pohybovou rovnici (D' Alembert) otáčející se hřídele synchronního turbosoustrojí:

a dosaďme (viz výše):

a uvažujme malý úhel:

a dále předpokládejme:

pak rovnici dostaneme ve tvaru:

kde:

– hnací moment

– mechanický moment

– elektromagnetický moment

– moment setrvačnosti

– tlumící konstanta

– synchronizační konstanta

a její charakteristickou rovnici resp. řešení homogenní rovnice resp. řešení rovnice s pravou stranou:

resp.

resp.

kde:

Předpokládejme naopak:

pak nám řešení rovnice s pravou stranou přejde do tvaru:

tj.:

Uvedené řešení pohybové rovnice je platné za podmínky při nárůstu () malého zátěžného úhlu a v kterém představuje úhlovou frekvenci kývání rotoru.

Odkazy Reference

Související články Statická a dynamická stabilita Elektrický generátor Alternátor

Externí odkazy Miloš Křivan: Matematický model elektrické sı́tě

Kategorie:Elektroenergetika