3.4. Работа сг под нагрузкой. Реакция якоря. Метод 2-х реакций.

явнополюсные машины

Особенностью проявления реакции якоря в этом случае является то, что поток Ф_а зависит не только от потока МДС реакции якоря, но и от расположения кривой В_а(х) вдоль воздушного зазора, т.е. от характера нагрузки. Предположим, что величина воздушного зазора δ между статором (якорем) и ротором (индуктором) не остается постоянным. Она увеличивается к краям полюсов индуктора и особенно резко вырастает в межполюсном пространстве по оси qq. Такое изменение зазора δ приводит к тому, что магнитное сопротивление по МДС Ф_а будет различным и будет зависеть от характера нагрузки.

Этот факт усложняет анализ работы СГ и явно выраженными полюсами. Для упрощения анализа режимов работы СГС с ЯВП используют метод «2-х реакций» (метод Блонделя). Он состоит в том, что МДС Ф_а реакции якоря представляется в виде суммы F_A= F_ad+ F_aq, где F_ad= F_asinψ, F_aq= F_acosψ–МДС реакции якоря по продольной и поперечной осям СМ. Влияние расположения F_А в расточке статора (якоря) очевидно из рисунка, представленного для случаев активной ψ=0 и индуктивной ψ=90^о нагрузок.

Ф_а=F_a/R_mq

B_a= Ф_а/S

Индукция В_aq(х)имеет седловидный характер с минимальным значением В_aqв межполюсных впадинах.

Если разложить эту зависимость в ряд Фурье, то первая гармоника В_aqокажется небольшой.

Из рисунка, где распределение F_А(х) и В_aq(х) для случая чистого… реакции якоря В_ad(х)индуцируемого поля имеет значительный характер из-за меньшего сопротивления R_mdпотока реакции якоря по продольной оси.

Таким образом можно утверждать после разложения F_A= F_ad+ F_aq, что эти МДС породят соответствующие магнитные потоки и индукцию магнитного поля в воздушном зазоре синхронного генератора. ЭДС, наводимое в обмотках якоря основным магнитным потоком F_в и потоками поля реакции якоря F_adиF_aq, можно найти по кривой намагничивания – характеристике холостого хода. Однако при этом нужно от реальных значений составляющих МДС F_adиF_aq перейти к расчетным значениям F_ad=k_d*F_ad при k_d<1, F_aq=k_q*F_aq при k_q<1, где k_d и k_q учитывают тот факт, что характеристики холостого хода сняты экспериментальным для МДС F_в, создаваемые обмоткой возбуждения, представляют собой концентрированные обмотки.

Как известно МДС F_втаких обмоток распределяется вдоль воздушного зазора по прямоугольному характеру.

E_ad

E_aq

F_ad

F_aq

ЭДС, индуцируюмую в обмотке якоря результируемым магнитным потоком F_рез=F_возб+ +F_ad+ F_aq, можнонайтикак Е₁=Е₁₀+ +Е_ad+ Е_aq.В предположении, что магнитопровод СГ не насыщен, т.е. вместо определенного F_рез=F_возб +F_ad+ F_aq и нахождения по ней ЭДС Е₁, можно непосредственно в силу принципа суперпозиции складывать магнитные потоки или ЭДС.

Реакция якоря

Рассмотрим работу синхронного генератора на автономную симметричную нагрузку. Воздействие намагничивающей силы якоря результирующей магнитный поток синхронной машины называется реакцией якоря. Т.е. Ф_реззависит не только от I_в (Ф_в– основной магнитный поток), но и от реакции якоря (Ф_а – поток реакции якоря). Таким образомФ_рез = f(Ф_в+Ф_а).

Таким образом и напряжение на зажимах генератора будет зависеть от величины потока якоря, а так же индивидуальных магнитных свойств машины.