---

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
СОЮЗА ССР

МАШИНЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ
ВРАЩАЮЩИЕСЯ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
ДЛЯ ОПИСАНИЯ СИНХРОННЫХ МАШИН

ГОСТ 27430—87

(МЭК 34—10)

И

Цена 3 коп.

здание официальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ
Москва

УДК 621.313.281 : 006.354 Группа Е60

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

М

ГОСТ

27430—87

(МЭК 34—10)

АШИНЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ВРАЩАЮЩИЕСЯ

Условные обозначения для описания синхронных машин

Electrical rotary machines. Sonventions for
description of synchronous machines

ОКП 33 0000

Срок действия с 01,07.88

до 01.01.94

Настоящий стандарт устанавливает некоторые правила описа­ния параметров синхронных машин в относительных единицах, ба­зирующихся на принятых для электрических и магнитных цепей обозначениях.

1. ВЕКТОРНЫЕ ДИАГРАММЫ

1. 1. При построении векторных диаграмм синхронных машин следует исходить из нижеперечисленных положений:

2. за положительное направление вращения векторной диа­граммы вместе с осями принимают вращение против часовой стрел­ки; это же направление принимают положительным для угловых измерений;

3. продольная ось опережает поперечную ось на 90 электричес­ких градусов;

4. магнитный поток (потокосцепление) и магнитодвижущую силу любой обмотки (цепи) считают положительными, когда их направление совпадает с положительным направлением соответст­вующей оси;

5. составляющие вектора считаются положительными, если их направление совпадает с положительным направлением соответст*- вующей оси;

6. направление продольной оси вектора магнитодвижущей си­лы обмотки возбуждения совпадает с положительным направле­нием продольной оси;

7. ток считают положительным, если он создает положитель­ный магнитный поток (потокосцепление) в соответствующей об­мотке (цепи);

Издание официальное Перепечатка воспрещена

8. © Издательство стандартов, 1988индуктированная э.д. с. имеет полярность, препятствующую изменению потокосцепления и удовлетворяющую уравнению d ф / „ „

— (для установившегося режима с постоянной угловой d t скоростью индуктированную э. д. с. можно также представить как £== — jcoip).

Это условное обозначение в сочетании с индексом f означает, что э. д. с. в любой ветви цепи считается положительной, если она замкнута на сопротивление; при этом она создает положительный ток в этой ветви;

9. составляющие всех параметров по продольной и попереч­ной осям (тока, напряжения, э.д.с- и т. д.) обозначают в соот­ветствии с осью, к которой они относятся.

Подробные и упрощенные векторные диаграммы синхронных машин приведены на черт. 1—6.

Принципиальная схема и векторная диаграмма перевозбужденного синхронного генератора с базовыми параметрами генератора

Принципиальная схема и векторная диаграмма недовозбужденного синхронного двигателя с базовыми параметрами двигателя

Черт. 2

2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ СИНХРОННЫХ МАШИН

   1. Для более подробного описания синхронных машин и их математического представления необходимо дополнительно учи­тывать следующие положения:

1. при рассмотрении генератора его активная мощность счи­тается положительной, когда она передается от генератора к сети (к нагрузке). При рассмотрении двигателя его активная мощ­ность считается положительной, если она забирается от источни­ка электрической энергии;

2. скольжение считается положительным, если частота враще­ния ротора ниже синхронной;

3. напряжение возбуждения является положительным, если оно создает положительный ток индуктора;

4. все вращающие моменты, двигающие вращающиеся части в положительном направлении вращения, считаются положительны­ми (например, при нормальной установившейся работе генера­тора механический момент на валу является положительным, а соответствующий электромагнитный момент генератора — отрица­тельным; при нормальной работе двигателя механический момент на валу — отрицательным, а электромагнитный момент — поло­жительным); в случае нескольких моментов, действующих на ро­тор, следует брать их алгебраическую сумму;

5. реактивную мощность синхронной машины считают поло­жительной при перевозбуждении в генераторном режиме и при недовозбуждении в двигательном режиме.

Примечание. Положительное значение реактивной мощности Q соот­ветствует исходному направлению активной мощности Р.

Все величины указаны в относительных значениях:

время представляется значением, обратным величине номи­нальной угловой частоты 1/®„;

напряжения, ток и поток, отнесенные к обмотке статора — к их номинальным амплитудным значениям;

мощность — к номинальной кажущейся мощности (вольт- ампер) ;

момент — к номинальному кажущемуся моменту, соответст­вующему номинальной кажущейся мощности;

активные и реактивные сопротивления, отнесенные к обмотке статора — к полному номинальному сопротивлению.

Рекомендуется при рассмотрении самой машины в качестве основных значений принимать номинальные значения.

УРАВНЕНИЯ СИНХРОННЫХ МАШИН

Отдельные уравнения генератора Отдельные уравнения двигателя

w_d=-zzsin 8= — p'i_d—tyqPI—ri_dll_d^-USn 8=/^_d+V> 4+ri_d «_f=«cos b=^>_dpv-p^q-^ri<! «^=-hcos 8=-W>7+P'p_?+4₇

Общие уравнения двигателей и генераторов

Q=P'hd+^rkdhd k=,2...n

Q.=-P'kA^rk_qikq k=;2...m

Q ⁼M-diq ^qEl m=-^_di_q-^qi_dm_m+m=xjp^ k-n

’'t^ld^z=Xd^d~^"^Xafd^f~^ У ^Xakdh.d k = l

k = m

^q^ Xqlq 4~ 2 "^akq^kq k~

k—n

^f^=Xffdh^~^Xafdh^ У ^xfkdhd

A = 1

/=«

^kd — ^xakdⁱd~ⁱr^xfkdh^ У ^xkjdljd k—,2 . . . tl

І-1 l=m

'd^lkq'V^xa!tqlq 4" У ^Xkjqh<l k=,2 . . . Ш

/=1

где E, e —электродвижущая сила, э. д. с-;

F —магнитодвижущая сила, м.д. с.;

І, і — ток;

т — момент;

Р — активная мощность;

р= —- дифференциальный оператор;

dt

Q — реактивная мощность;

г — сопротивление;

U, и — напряжение на зажимах;

х — реактивное сопротивление;

у — угол между вектором фазы А и продольной осью;

б — угол между вектором напряжения якоря и попереч­ной осью;

т — постоянная времени;

<р — угол между векторами тока и напряжения;

Т, ч|5 — потокосцепление;

со —угловая частота;

J — момент инерции.

Примечание. Когда указаны и прописные и строчные буквы, первые •тносятся к векторным, вторые — к мгновенным значениям.

Подстрочные индексы обозначают: а — обмотки якоря;

d, q — продольная и поперечная оси;

f — обмотка возбуждения;

і — внутренний;

j, k — порядковый номер демпферных цепей;

т — механический;

п — номинальное значение;

б — воздушный зазор;

о — цепь утечки.

Комбинация двух различных индексов, относящихся к обмот­ке, означает наличие взаимной индуктивности между ними, а два одинаковых индекса означают наличие самоиндуктивности.

Переходные и сверхпереходные значения обозначаются одним или двумя знаками вверху с правой стороны от символа (х', х").

Исходные векторные диаграммы синхронных машин. За базовые приняты
параметры генератора для случаев рассмотрения неявнополюсного генератора
или двигателя с Xd=Xg

Черт. 3

Черт. 4

Исходные векторные диаграммы синхронных машин. За базовые приняты
параметры генератора для случаев рассмотрения неявнополюсного
генератора или двигателя с

Черт. 5

Черт. 6Векторы напряжения и тока в системах с базовыми параметрами
генератора или двигателя

Генератор недоВаз - бужден

- Генератор перевозбужден I

СС:-^<>Р^^а р>0; Q^O

p<0; Q>0

Двигатель неЗавозбужден

-%

Р<0; Q<0 MC:O«f> < J pyQ; Q7O

G-C'-O^ip^ р>о; Q>о

PiO; Q<0

]Двигатель переВозЗуыдт

'X / err

у GC-^tyxor

р<0; Ц>0 МС:-%<Ч>±0 Р?О; $<-0

GC —система с базовыми параметрами генератора ( )

МС — система с базовыми параметрами двигателя (— )

Черт, 7

Исходная диаграмма для измерений угла нагрузки

„ _ГМС Работа

GC Работа

Работа двигателя

Работа' генератора

GC — система с базовыми параметрами генератора ( )

МС — система с базовыми параметрами двигателя (

)ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Обязательное

ВЕКТОРНЫЕ ДИАГРАММЫ СИНХРОННЫХ МАШИН

Использование относительных единиц предпочтительнее иллюстрировать на примере генератора или источника.

Принципиальная схема цепи якоря заданной полярности э. д. с., напряже­ния, тока и мощности, а также векторная диаграмма перевозбужденного явно­полюсного синхронного генератора показаны на черт. 1. Поперечная ось реко­мендуется в качестве исходной оси векторной диаграммы. Однако, когда маши­на является частью системы, может быть использована любая другая удобная исходная ось (например, напряжение на зажимах, ток и т. д.).

Рассматривается симметричный установившийся режим. Тем не менее, по­казаны соответствующие векторы переходной и сверхпереходной э. д. с. По­стоянные оси трех фаз А, В и С обозначены пунктиром, чтобы показать соот­ношение между постоянными осями и вращающимися векторами, и облегчить определение мгновенных фазовых значений э. д. с., тока и т. д. Использование параметров двигательного режима (или нагрузки) в качестве базовых целе­сообразно только для случаев изучения двигателя. Соответствующая векторная диаграмма недовозбужденного синхронного двигателя показана на черт. 2. Здесь, как и в предыдущем случае, в качестве исходной рекомендуется по­перечная ось.

При построении векторной диаграммы двигателя также может быть ис­пользована любая другая удобная для применения исходная ось. На черт. 2. показаны пунктиром постоянные оси трех фаз А, В и С.

Дана также принципиальная схема якоря заданной полярности. Упрощен­ные векторные диаграммы иллюстрируют работу в установившемся режиме не­явнополюсного синхронного генератора (см. черт. 3 и 4) и синхронного дви­гателя (см. черт. 5 и 6). В качестве базовых взяты параметры генераторного режима.

Во всех этих случаях предполагается, что сопротивление якоря незначи­тельно и Ха = х_д.

Примечание. Индуктированные э. д. с., используемые в векторных диа­граммах и схемах на черт. 1—6, можно заменить, если это необходимо (на­пример для двигателей) соответствующими напряжениями,_ которые равны э. д. с. и положительны по отношению к ним (т. е. u=+e_t; U=+E) в случае рассмотрения генератора и отрицательны по отношению к ним (и =—U = —Е) в случае рассмотрения двигателя.

Дополнительные пояснения, касающиеся некоторых условных обозначений этого стандарта, даны в приложении 2.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Справочное

Дополнительные пояснения, касающиеся некоторых обозначений, принятых в стандарте

В настоящем стандарте используются понятия э. д. с. и напряжения. Поня­тие э. д. с. взято за основу, поскольку за предпочтительные приняты относитель­ные единицы, для которых базовыми являются параметры генераторного режима источника.

Как в случае рассмотрения генератора, так и двигателя направление э, д, с„ принято положительным, когда ток, создаваемый этой э. д. с. в замкнутой на со­противление цепи является положительным.

Это допущение є учетом изложенного в пп. 1.1 3), 6) приводит к основному выражению индуктированной э.д. с., определенному в п. 1.1 7), а именно:

d Ф

Необходимо подчеркнуть, что это выражение относится к индуктированным э. д. с., а не к соответствующим напряжениям и что это имеет силу как для слу­чаев рассмотрения генератора, так и для двигателя.

Эти два случая отличаются друг от друга только заданным направлением и обозначением знаков напряжения, активной и реактивной мощности, не учиты­вая некоторые особенности измерений углов <р и б (см. ниже). В случае рас­смотрения генератора напряжение якоря считается положительным, если в зам­кнутой на сопротивление цепи оно стремится вызывать положительный ток, т. е, точно так же, как и для э. д. с.; следовательно, напряжение и э. д. с. взаимно равны при работе без нагрузки. В случае рассмотрения двигателя напряжение якоря считается положительным, если при приложении к обмотке якоря оно стремится вызвать положительный ток в этой обмотке.

Ясно, что это напряжение противоположно напряжению в предыдущем слу­чае, и, следовательно, положительной э. д. с., поскольку направление и поляр­ность последней одни и те же для обоих случаев.

Приведенные выше положения действительны не только для напряжения на зажимах, но и для всех внутренних напряжений, включая u_t.

d Ф

Следовательно ир=-~е=— ^;— — для генератора