Modello semplificato di macchina sincrona

Il modello di macchina sincrona è fondamentale negli studi di stabilità transitoria.

Rappresenta una macchina sincrona con una tensione interna costante dietro la sua reattanza transitoria dell'asse diretto in condizioni di sequenza positiva trifase bilanciata, eccitazione costante e assenza di perdite o saturazione.

Qui, ogni generatore si collega a un sistema composto da linee di trasmissione, trasformatori, carichi e altre macchine rappresentate da un bus infinito dietro la reattanza del sistema.

Si consideri un generatore sincrono collegato a una rete o a un bus infinito con ampiezza, fase e frequenza di tensione costanti. La sua potenza è una funzione sinusoidale dell'angolo di potenza della macchina.

Durante i transitori, le tensioni interne e bus sono considerate costanti per i calcoli della potenza.

Il criterio dell'area uguale viene utilizzato quando si verifica un cambio di passo nella potenza meccanica. Il rotore accelera a causa dell'inerzia, superando il suo punto di stazionarietà finale prima di stabilizzarsi a causa dello smorzamento dovuto alle perdite meccaniche ed elettriche.

Il criterio dell'area uguale si applica a una singola macchina collegata a un bus infinito o a due macchine interconnesse.

Per i sistemi multi-macchina, l'equazione di oscillazione non lineare di ogni macchina viene risolta utilizzando l'integrazione numerica per determinare la stabilità e l'angolo di potenza massimo.