нерухомі і результуючий потік машини Ф рез при навантаженні буде створюватися сумарною дією м.д.с. F в обмотки збудження і м.д.с. F а якоря. Однак в синхронній машині (на відміну від асинхронної) м.д.с. обмотки ротора (порушення) не залежить від навантаження, тому результуючий потік при роботі генератора в розглянутому режимі буде істотно відрізнятися від потоку при холостому ході.
Вплив м.д.с. якоря на магнітне поле синхронної машини називають реакцією якоря. Так як під дією реакції якоря змінюється результуючий потік в машині, напруга генератора, що працює в автономному режимі, буде залежати від величини і характеру навантаження, а також від індивідуальних особливостей машини: величини м.д.с. обмотки збудження, властивостей магнітної системи і т.д. Розглянемо, як проявляється реакція якоря при двох основних конструктивних формах синхронних машин - неявнополюсного і явнополюсних.
неявнополюсного машина. У цій машині величина повітряного зазору між статором і ротором по всьому колу залишається незмінною, тому результуючий магнітний потік машини Ф рез і створювана ним е.р.с. Е при будь-якому навантаженні можуть бути визначені за характеристиці холостого ходу виходячи з результуючої м.д.с. F рез . Однак при відсутності насичення в магнітного ланцюга машини цей метод визначення потоку Ф рез може бути істотно спрощений, так як від складання зазначених м.д.с. можна перейти до безпосереднього векторному додаванню відповідних потоків:
Ф рез = Ф в + Ф а ,
як це показано на рис. 1.18 і 1.19.
В
Рис. 1.18 - Реакція якоря в неявнополюсного машині при різних умовах навантаження
При П€ = 0 (рис. 1.18, а і 1.19, а ) струм у фазі А - X досягає максимуму в момент часу, коли осі полюсів N і S збігаються з віссю середнього паза розглянутої обмотки. Для цього випадку показані діаграми розподілу основних гармонік магнітних полів.
Крива розподілу індукції B a = f ( x) для двополюсної машини буде зміщена щодо кривої індукції B в = f ( x) в просторі на 90 В°, тобто потік якоря Ф а діє в напрямку, перпендикулярному дії потоку збудження Ф в (поперек осі полюсів). У теорії синхронної машини вісь, що проходить через середину полюсів, називають поздовжньої і позначають літерами d - d; вісь, що проходить між полюсами, називають поперечної і позначають q - q. Отже, при П€ = 0 потік якоря діє за поперечної осі машини, размагнічівая одну половину кожного полюса і подмагнічівая іншу. Крива розподілу результуючої індукції B рез = f ( x) при цьому зсувається щодо кривої B в = f ( x) проти напрямку обертання ротора. Відповідно до просторовим зсувом кривих розподілу індукції зсуваються і вектори потоків на тимчасовій векторної діаграмі, тобто вектор відстає від вектора потоку порушення на 90 В°. Вектор результуючого потоку; його модуль
В
При П€ = 90 В° (рис. 1.18, б і 1.19, б ) струм у фазі А - X досягає максимуму на 1/4 періоду пізніше моменту, відповідного максимуму е.р.с. Е 0 . За цей час полюси ротора переміщаються на 1/2 полюсного поділу, внаслідок чого крива B a = f ( x ) зміщується щодо кривої B в = f ( x) на 180 В°. При цьому потік якоря діє по поздовжній осі машини проти потоку збудження; результуючий потік сильно зменшується, внаслідок чого зменшується і е.р.с. якоря Д–. Таким чином, при П€ = 90 В° реакція якоря діє на машину Розмагнічуючі чином.
При П€ = - 90 В° (рис. 1.18, в і 1.19, в ) потік якоря також діє по поздовжній осі машини, але збігається за напрямку з потоком збудження. Отже, реакція якоря діє на машину подмагнічивающего чином, збільшуючи її результуючий потік і е.р.с. Д– .
Висновки, отримані при розгляді трьох випадків навантаження, можна поширити і на загальний випадок, коли -90 В° <П€ <90 В°. При цьому характерним є те, що відстає струм (активно-індуктивне навантаження) розмагнічує машину, а випереджаюче струм (активно-емкостная навантаження) подмагнічивающего її.
Е.р.с. Е при роботі генератора під навантаженням можна розглядати як суму двох складових:
. (1.12)
В
Рис. 1.19 - Криві розподілу індукції в неявнополюсного машині і векторні діаграми потоків і е.. д. с. при різних кутах П€
<...
