4.Реакции якоря синхронных машин при различной нагрузки (rlc)

Для частей синхронной машины применяются те же наименования, что и для машин постоянного тока: якорем называется та её часть, в обмотке которой индуцируется ЭДС. В синхронных машинах с неподвижной обмоткой переменного тока статор служит якорем. Индуктором, т.е. той её частью, которая возбуждает основной магнитный поток, является ротор. Магнитная система синхронного генератора в режиме холостого хода состоит из магнитного потока полюсов, который индуцирует ЭДС в обмотке статора. После включения нагрузки в трёхфазной обмотке статора возникает ток, который создаёт своё вращающееся магнитное поле. Скорость вращения этого поля равна скорости вращения магнитного поля полюсов. Полный магнитный поток синхронной машины при нагрузке складывается из магнитных потоков статора и ротора. Магнитное поле статора, накладываясь на магнитное поле ротора, может либо ослаблять, либо усиливать его. Влияние магнитного поля статора на магнитное поле ротора называется реакцией якоря. Реакция якоря различна при различных нагрузках. В случае активной нагрузки общий магнитный поток генератора несколько увеличивается, и ЭДС генератора возрастает.

В случае индуктивной нагрузки общий магнитный поток генератора уменьшается.

При ёмкостной нагрузке ЭДС увеличивается.

Реакция якоря в синхронной машине приводит к изменению суммарного магнитного потока и ЭДС, что нежелательно. Для уменьшения реакции якоря увеличивают зазор между статором и ротором и одновременно увеличивают ток и число витков обмотки возбуждения. Это приводит к уменьшению магнитного потока якоря за счёт увеличения магнитного сопротивления машины при неизменном общем магнитном потоке. На практике при всяком изменении нагрузки с помощью автоматики изменяют ток возбуждения, что существенно ослабляет реакцию якоря.

При нагрузке синхронного генератора по обмотке статора (якоря) проходит ток I, который создает свой магнитный поток. Этот поток оказывает значительное влияние на магнитное поле машины в целом, изменяя его по величине или искажая его распределение. Такое действие магнитного потока статора (якоря) на поток полюсов ротора называется реакцией якоря.

Рассмотрим три характерных случая:

1. К генератору присоединена активная нагрузка. Ток I совпадает по фазе с э. д. с, индуктированной в обмотке статора. В этот момент э. д. с. катушки имеет максимальное значение, а так как нагрузка генератора чисто активная, то и ток в катушке будет иметь максимальное значение. Направление магнитных линий вокруг проводников катушки статора определяется по правилу «буравчика».

2. Генератор нагружен чисто индуктивной нагрузкой Ппи этом ток отстает от э. д. с. на 90° . Максимум тока наступает в момент, когда полюсы успевают отойти от соответствующих проводников на расстояние, равное половине полюсного деления

3. Генератор нагружен чисто емкостной нагрузкой. При этом ток опережает э. д. с. на 90° (рис. 277, в).

Максимум тока наступает в момент, когда полюсы не дойдут до соответствующих проводников на расстояние, равное половине полюсного деления.