9. Расчет мдс обмотки возбуждения при нагрузке

Магнитодвижущую силу обмотки возбуждения при нагрузке рассчитывают по векторным диаграммам, построенным по уравнению напряжения:

для генератора

(8.83)

для двигателя

(8.84)

где – ЭДС синхронной машины при нагрузке, т.е. ЭДС, наведенная результирующим магнит-ным потоком (с учетом реакции якоря).

Рассмотрим порядок построения векторной диаграммы явнополюсной синхронной машины (рис. 8.21) и определения МДС обмотки возбуждения для номинального режима работы.

1. В соответствии с номинальными значениями тока статора и фазного напряжения выбираем масштабы тока , А/мм, и напряжения m_U, В/мм; учитывая угол фазового сдвига , строят векторы и .

В случае синхронного генератора вектор тока отстает по фазе от вектора напряжения на угол (рис. 8.21, a), а в случае синхронного двигателя опережает его (рис. 8.21, б).

2. Из конца вектора проводим вектор падения напряжения в активном сопротивлении (параллельно вектору тока) и из конца – вектор падения напряжения в индуктивном сопротивлении (перпендикулярно вектору тока). В случае синхронного генератора векторы падений напряжений суммируют с вектором (рис. 8.21, a), а в случае двигателя вычитают из него (рис. 8.21, б). Соединив начало векторной диаграммы (точка О) с концом вектора (для генератора) или вектора – (для двигателя), получают вектор ЭДС обмотки статора при нагрузке E_1н.

3. Используя результаты расчет магнитной цепи (см. § 8.6), строим график (рис. 8.22), по которому для ЭДС определяем соотвествующее значение коэффициента магнитного насыщения а затем по рис. 8.20 находим коэффициенты

4. По результатам расчета магнитной цепи строим график (рис. 8.23). Затем определяем МДС статора (якоря) F_a по (8.71) и МДС статора (якоря) по поперечной оси с учетом магнитного насыщения

(8.85)

и по рис. 8.23 – соотвествующую ей ЭДС в относительных единицах . Затем вычис-ляем значение в абсолютных единицах

(8.86)

и суммируем вектор этой ЭДС с вектором падения напряжения в индуктивном сопротивлении (для генератора) или – (для двигателя). В результате получаем на векторной диаграмме точку Q (рис. 8.21). Соединив эту точку с точкой O, получаем прямую QO, образую-щую с вектором тока угол .

5. Опустив перпендикуляр из конца вектора или – на линию OQ, находим век-торы ЭДС статора: – ЭДС, наведенную результирующим магнитным потоком по продольной оси, и – ЭДС, наведенную результирующим магнитным потоком по поперечной оси.

6. Из графика , отложив на оси ординат значение , получим на оси абсцисс МДС по продольной оси

7. Затем определяем МДС продольной реакции якоря с учетом размагничивающего действия МДС поперечной реакции якоря

(8.87)

или с учетом (8.69), (8.70), (8.75) и (8.76) при неравномерном зазоре

(8.88)

8. Используя результаты расчета магнитной цепи, строим графики и (рис. 8.23). Отложив на оси абсцисс сумму , найдем поток в основании полюса ротора при нагрузке машины. Затем отложив на оси ординат значение магнитного потока , определяем магнитное напряжение в роторе при нагрузке .

9. Магнитодвижущая сила обмотки возбуждения на пару полюсов при нагрузке машины, А,

(8.89)

где

(8.90)