ИЭ (13.03.02) / Лекции / Все презентации по машинам
.pdf
Магнитное поле и электромагнитные параметры обмотки якоря
При нагрузке обмотки якоря синхронной машины током она создает собственное магнитное поле, которое называется полем реакции якоря.
Направление этого поля по отношению к полюсам индуктора, то есть характер реакции поля якоря определяется углом сдвига между током якоря и ЭДС.
а) Реакция якоря синхронной машины является чисто поперечной.
. Поперечная реакция якоря вызывает искажение кривой поля в воздушном зазоре
Вращающееся поле поперечной реакции якоря индуктирует также ЭДС в обмотке якоря.
б) ток I отстает от ЭДС Е на ψ= 90° - реакция якоря продольная размагничивающая
в) ток I опережает ЭДС Е на ψ= -90° - реакция якоря продольная намагничивающая
Характер поля реакции якоря сохраняется при любом положении вращающегося ротора, так как ротор и поле реакции якоря вращаются синхронно.
Ток I, совпадающий по фазе с э. д. с. Е, создает поперечную реакцию якоря, а ток I, сдвинутый относительно Е на ψ = 90°, создает продольную реакцию якоря.
Поэтому в общем случае, когда ψ ≠ О и ψ ≠ 90° , ток I можно разложить на две составляющие
первая из которых называется п р од о л ь н о й с о с т а в л я ю щ е й т о к а или п р о д о л ь н ы м ток о м я к о р я и создает продольную реакuию якоря, а вторая называется
п о п е р е ч н о й с о с т а в л я ю щ е й т о к а или п о п е р е ч н ы м т о к о м я к о р я и создает поnеречную реакцию якоря. Угол ψ считается положительным, когда I отстает от Е.
Такой подход был предложен в 1895 г. французским электротехником А. Блонделем и получил название метода, или теории, двух реакций.
Такой подход, строго говоря, правомерен, если магнитная цепь машины ненасыщенная
Вектор тока представляется двумя составляющими так чтобы одна из них совпадала по направлению с вектором ЭДС, а другая была ортогональна ему
Продольный и поперечный токи создают продольную и поперечную МДС с амплитудами
Их можно рассматривать как составляющие полной МДС якоря по осям
Если бы величина зазора была по всей окружности одинакова и равна его значению под серединой полюсного наконечника, то эти МДС создали бы синусоидальные пространственные волны магнитного поля с амплитудами
Вследствие неравномерности воздушного зазора действительные кривые индукции создаваемой синусоидальными волнами МДС Fad и Faq не будут синусоидальными.
неравномерность воздушного зазора приводит к уменьшению амплитуд основных гармоник полей реакции якоря
-коэффициенты формы поля продольной и
поперечной реакции якоря
Для неявнополюсной синхронной машины вследствие равномерности зазора kad = kaq = 1.
Основные гармоники полей продольной и поперечной реакции создают потоки реакции якоря
Эти потоки вращаются синхронно с ротором и индуцируют в обмотке якоря ЭДС самоиндукции, которые называются ЭДС продольной и поперечной реакции якоря
Индуктивные сопротивления реакции якоря
-собственные индуктивные сопротивления самоиндукции обмотки якоря, обусловленные полями продольной и поперечной реакции якоря при симметричной нагрузке и называемые
индуктивными сопротивлениями продольной и поперечной реакции якоря
Относительные величины
Если сталь сердечников машины не насыщена
Для неявнополюсной синхронной машины ввиду равномерности зазора kad = kaq = 1 
ЭДС реакции якоря отстают по фазе на |
от |
индуктирующих их потоков и токов, создающих эти потоки, поэтому в комплексной форме они записываются в виде
Индуктивное сопротивление рассеяния обмотки якоря
Помимо потоков, созданных первыми гармониками индукции и проходящими через зазор, ток обмотки статора СМ образует потоки рассеяния ( пазовое, лобовое и дифференциальное рассеяние, обусловленное высшими гармониками индукции поля якоря). Потокам рассеяния соответствует ЭДС и индуктивное сопротивление рассеяния
Фσа = Фσп + Фσл + Фσд
ЭДС |
, а также ЭДС |
совпадают по фазе поэтому их можно попарно |
сложить арифметически: |
|
|
или
где
ЭДС Ed и Eq являются составляющими полной ЭДС самоиндукции якоря по осям d и q Сопротивления -продольное и поперечное синхронное индуктивное сопротивление обмотки якоря (соответствуют нормальному установившемуся синхронному режиму работы с симметричной нагрузкой фаз)
Приведение МДС и тока якоря к обмотке возбуждения.
Основная гармоника поля, созданного продольной МДС якоря 
Равновеликая основная гармоника поля, созданная эквивалентной МДС возбуждения 
a
Величины kd и kq называются коэффициентами реакции якоря по продольной и
поперечной осям