•Форма кривой напряжения. Напряжение в обмоткеякоря, должно быть синусоидальным. Для этого желательно иметь в машине синусоидальное распределение магнитного поля. Для этого в НЯП машинах обмотку возбуждения распределяют так, чтобы были уменьшены амплитуды МДС высших гармонических. В ЯП увеличивают зазор под краями полюсных наконечников. Чтобы исключить третьи гармонические токи и уменьшить потери мощности в машине ОЯ в
трехфазныхгенераторахсоединяют Y. Поток первой гармонической магнитного поля
возбуждения Фв называют потоком возбуждения илипотокомвзаимоиндукции.
Магнитное поле ОВ характеризуется коэффициентами.
коэффициентформы кривой поля возбуждения кв = Ввт1/Ввт — отношение амплитуды первой гармоническойВвт1 индукцииполя возбуждения в воздушном зазорек амплитудеВвт действительногораспределенияэтой индукции;
коэффициентпотока возбуждениякф = Ф/Фв—
отношение потока Ф, созданного обмоткой возбужденияв воздушномзазоре, к потоку первой гармоническойФв этого поля (потоку взаимной индукции).
Коэффициентмагнитного потокаkф зависитот формы распределения магнитного поля и представляетсобой отношениеплощадей, ограниченных рассматриваемымикривыми. Обычно
kв = 0,90...1,2 и kф = 0,92...1,08.
Наодно полюсное делениеротора приходитсязначительноечисло пазов считают,что распределениеиндукции в воздушном зазоре вдоль окружности якоря(сплошнаялиния) имеет трапецеидальныйхарактер.
Магнитноеполеобмотки возбужденияв воздушном зазоре неявнополюсной(а, б) и явнополюсной(в, г)
машин
РАБОТА СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА ПОД НАГРУЗКОЙ
Реакция якоря. магнитные потоки якоря Фа и возбуждения Фв взаимно неподвижны и результирующий поток машины Фрез при нагрузке создается суммарным действием МДС FB обмотки возбуждения и МДС Fa
обмотки якоря. В СМ МДС возбуждения не зависит от нагрузки, поэтому результирующий потокотличается отпотокапри холостомходе.
Воздействие МДС якоря на магнитное поле синхронной машины называют реакцией якоря. Напряжение генератора, работающего в автономном режиме, зависит от характера нагрузкиитакжеотособенностеймашины.
РЯ в машинах с неявновыраженнымиполюсами
Результирующий магнитныйпоток машиныФрез и создаваемуюим ЭДС Ε при любой нагрузке можно определитьпо ххх исходя из результирующей МДС Fpe3.При отсутствии насыщенияможнозаписать
Влияниереакции якоря на рабочие свойства СМ при различных углах сдвига фаз ψ междуЭДС Eо и токомIа в обмоткеякоря. Этот уголопределяется характеромнагрузки, т. е. значениямисопротивлений R, XL и Хс нагрузки.
При ψ = 0 ток в фазе АХ достигает максимума в момент времени, когда оси полюсов N и S ротора совпадают с осью среднего паза рассматриваемой обмотки. Ось потока якоря совпадает с осью фазы АХ, т. е. отстает от оси потокаротора на 90 эл. Град.
Магнитные потоки в неявнополюсной машине при различных углах Ψ нагрузки
Кривые распределения индукции в неявнополюсной машине и векторные диаграммыпотокови ЭДС при различных углах Ψ
Приψ=90°(рис. б ) ток в фазе АХдостигает максимуманачетверть периода позднее момента, соответствующегомаксимуму ЭДС E0. За это время полюсыротора перемещаются на половину полюсногоделения, вследствие чего кривая Ва = f(x) смещаетсяотносительнокривой Вв = f(x)на 180°. Приэтом поток якоря Фа направленпо продольной оси машиныпротив потока возбужденияФв; результирующий потокΦρез = ΦΒ-Φа сильно уменьшается,вследствие чего уменьшаетсяи ЭДС якоря Е. Таким образом, при ψ = 90° реакцияякоря действуетнамашину размагничивающим образом.
При ψ= —90° (рис.в ) поток якоря также направлен по продольной оси машины, но совпадает по направлению с потоком
возбуждения, т. е. Фрез = Фв + Фа. Следовательно,
при ψ= — 90° реакция якоря действует на машину подмагничивающим образом,
увеличивая ее результирующий поток Фрез и ЭДС Е.
отстающий ток (активно-индуктивная нагрузка) размагничивает машину, а
опережающий ток (активно-емкостная нагрузка) подмагничивает ее.