Реакция якоря и параметры синхронной машины (см).

В явнополюсных синхронных машинах (СМ) воздушный зазор не является постоянным из-за наличия большого межполюсного пространства. Синусоидальная кривая основной первой гармоники намагничивающей силы реакции якоря взаимодействует с основной первой гармоникой намагничивающей силы, при этом создается результирующая намагничивающая сила, ось которой смещена по отношению к осям полюсов синхронной машины (СМ). В синхронном генераторе (СГ) – против направления вращения, в синхронном двигателе (СД) – по направлению вращения.

При этом амплитуда реакции якоря по продольной оси равна:

Для составляющих намагничивающей силы обмотки возбуждения справедливы следующие формулы:

(9)

коэффициент приведения НС реакции якоря по продольной оси к НС обмотки возбуждения ( коэффициент продольной реакции якоря);

kf-коэффициент формы поля возбуждения;

kd-коэффициент формы поля продольной реакции якоря.

Отсюда можно получить значение составляющей тока обмотки возбуждения по продольной оси:

(10)

Ead пропорциональна Fad и соответственно Id. Откуда:

где Xad – индуктивное сопротивление якоря СМ по продольной оси.

(12)

D-диаметр ротора СМ;

lδ-длина пакета СМ;

kδ-коэффициент зубчатости;

kμ-коэффициент насыщения.

То есть Xad зависит от конструктивных параметров синхронной машины (СМ).

Величина индуктивного сопротивления якоря по поперечной оси определяется соотношением:

(13)

Здесь коэффициенты Кd, Кq, К , К для равномерных зазоров под полюсными наконечниками приводятся в специальных расчетных таблицах.

В реальных синхронных машинах (СМ) воздушный зазор под полюсным наконечником выполняется, как правило, неравномерным, а увеличивающимся по направлению к концам полюсов, для уменьшения высших гармоник магнитного потока.

Соответствующая ЭДС реакции якоря по поперечной оси:

(14)

Формулы (12) и (13) могут быть представлены в измененном виде, где Xad и Xaq выражены через проводимости:

(12΄)

(13΄)

Для неявнополюсных синхронных машин (СМ), где нет разделения по осям d и q, величина индуктивного сопротивления якоря равна:

(15)

где коэффициент проводимости равномерного зазора равен:

Помимо основного потока в реальных синхронных машинах (СМ) всегда существуют потоки рассеяния, которым соответствует индуктивное сопротивление рассеяния.

(16)

Здесь магнитная проводимость (величина обратно-пропорциональная магнитному сопротивлению) равна:

λaδ-магнитная проводимость магнитного зазора;

λап- магнитная проводимость пазового рассеяния;

λал- магнитная проводимость лобового рассеяния;

λад-магнитная проводимость дифференциального рассеяния.

Соответствующая ЭДС рассеяния равна:

(17)

Полное индуктивное сопротивление синхронной машины (СМ) равно:

(18)