Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«Национальный исследовательский Томский политехнический Университет»

Инженерная школа энергетики

Отделение: «Электроэнергетика и электротехника»

Направление: «Электроэнергетика и электротехника 13.03.02»

ООП: «Релейная защита и автоматизация электроэнергетических систем»

ИДЗ №3

«Магнитное поле в синхронной машине»

Вариант №9

по дисциплине:

Электрические машины

Выполнил:
студент группы
Проверил:
Преподаватель:

Томск – 2025 г

Произвести расчет и построение:

1. Направления намагничивающей силы обмотки возбуждения.

2. Направления ЭДС, индуцируемой в обмотке якоря.

3. Мгновенные значения токов фаз обмотки якоря.

4. Направления магнитодвижущих сил фаз обмотки якоря и результирующую магнитодвижущую силу якоря.

5. Характер реакции якоря и характер нагрузки синхронного генератора.

Исходные данные:

Таблица 1

№ варианта	Положение ротора , град. эл.	Направление тока в обмотке возбуждения	Направление вращения ротора	Угол между ЭДС и током якоря ψ, град. эл.
9	150	отрицательное	без ( )	60

Эпюра изменения фазных ЭДС приведена на рис.1. Положение ротора соответствует углу 𝛾 = 𝑇1 = 150 эл. град.

Рисунок 1 – Эпюра изменения фазных ЭДС.

Эскиз поперечного разреза синхронной явнополюсной машины приведен на рис. 2.

Рисунок 2 – Эскиз поперечного разреза синхронной явнополюсной машины с подведением отрицательного тока к обмотке возбуждения.

Приведем положение ротора к положению по варианту (рис. 3).

Рисунок 3 – Требуемое положение ротора.

Определение мгновенных значений токов фаз обмотки якоря

Мгновенные значения токов определяются с учетом фазового сдвига между ЭДС, наведенной магнитным полем обмотки возбуждения, и током, протекающим в обмотке якоря.

По данным значениям расставляем направления ЭДС, индуцируемые в обмотке якоря (рис. 4).

Рисунок 4 – Направление ЭДС, индуцируемой в обмотке якоря.

Тогда направление магнитодвижущих сил фаз обмотки якоря и результирующая магнитодвижущая сила якоря (рис. 5):

Рисунок 5 – Направление магнитодвижущих сил фаз обмотки якоря.

Определим результирующую магнитодвижущую силу якоря (рис. 6).

Рисунок 6 – Результирующая МДС якоря.

Определим характер реакции якоря и характер нагрузки синхронного генератора (рис. 7).

Рисунок 7 – Характер реакции якоря и характер нагрузки синхронной машины.

Вывод:

В данном индивидуальном домашнем задании были получены практические навыки по определению реакции якоря в синхронных машинах. Реакция якоря носит смешанный размагничивающий характер, так как присутствуют две составляющие по продольной и поперечной оси. Характер нагрузки активно-емкостной.

Список литературы

1. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ. Трансформаторы. Асинхронные машины: Методические указания к практическим занятиям / Санкт-Петербургский горный университет. Сост.: М.С. Ковальчук, Д.А. Поддубный. СПб, 2017. 56 с

2. Методические материалы для определения реакции якоря в синхронных машинах: [Электронный ресурс]. URL: https://stud.lms.tpu.ru/pluginfile.php/3059320/mod_assign/intro/му3.pdf