1.3. Магнитное поле см.
Магнитные системы явнополюсной машины приведены на рис.1.3, а неявнополюсной на рис.1.4.
В режиме холостого хода синхронной машины, т.е. при отсутствии тока в обмотке статора основной магнитный поток синхронной машины замыкаясь в магнитной системе машины, проходит ряд участков сцепляется с обмоткой статора и наводит в ней ЭДС.
Среди магнитный участков цепи можно выделить
1 - воздушный зазор, а, - F= Ф*Rm=В*S**K/;
2 - зубцы статора, Z1, - Fz1;
3 - зубцы ротора, Z2, - Fz2;
4 - полюс ротора, h2, - Fh2;
5 - обод ротора, lоб, - Fоб;
6 - спинку статора, - Fcп1.
Где: F = Ф * Rm = В * S * * K/(0* S) = В * * K/0;(1.5)
[Ф] [Rm]
Fj = Фj * Rmj = Вj * S * lj * /(j* S) = Вj * lj / j; (1.6)
[Фj] [Rmj]
Сумма магнитных напряжений на всех перечисленных участках магнитной цепи определяет МДС обмотки ротора на пару полюсов в режиме холостого хода.
Ff = 2 * F + 2 * Fz1 + 2 * Fz2 + 2 * Fh2 + Fcп1 + Fоб (1.7)
Ff = If * wf / (2 * рτ) (1.8)
При расчете магнитного напряжения необходимо учитывать, что кроме основного потока в машине Ф существуют потоки рассеяния обмотки статора Фс1 и обмотки ротора Фс2.
СМ. 1.6. 20.02.2005. 05.01.06.24.08.10.
1.4. Работа сг на холостом ходе.
1.4.1. Основные положения.
При холостом ходе магнитный поток создается обмоткой возбуждения ротора (индуктора).
Этот магнитный поток при вращении ротора со скоростью n, наводит в обмотке статора ЭДС с частотой f1 =рτ* n / 60.
Мгновенное значение ЭДС обмотки статора в рассматриваемом синхронном генераторе согласно (1):
e = B *2 * l * v = B * 2 * l * n * Dl * nl / 60
Эта формула показывает, что при неизменной частоте вращения ротора форма кривой переменной ЭДС обмотки якоря определяется исключительно законом распределения магнитной индукции B в зазоре.
Если бы график магнитной индукции в зазоре представлял собой синусоиду (B= Bmaxsin), то ЭДС генератора была бысинусоидальной,т.е. для получения синусоидальной ЭДС в обмотки необходимо иметь синусоидальное распределение индукции в воздушном зазоре.
Однако получить синусоидальное распределение индукции в зазоре практически невозможно.
Для анализа работы синхронной машины несинусоидальное распределение индукции под полюсом разлагают в ряд Фурье и рассматривают работу машины для всех гармоник раздельно.
Поскольку наличие высших гармонических в напряжении генератора вызывает ряд нежелательных явлений у потребителя, в частности повышенные потери, и, следовательно, снижение к.п.д.
Поэтому на несинусоидальность напряжения СМ, работающих в качестве генераторов налагаются жесткие ограничения.
Так согласно ГОСТ 183 - 74 коэффициент гармоник в линейном напряжении синхронного генератора мощностью более 100 кВт не должен превосходить 5 %.
Эти ограничения накладываются и на форму поля в воздушном зазоре СМ.
Для приближения распределения магнитной индукции в зазоре к синусоидальному применяются следующие меры:
В явнополюсных машинах распределение МДС под полюсом приближается к прямоугольному поэтому если края полюсов скосить так, чтобы зазор на краях полюсных наконечников был равен mах (как это показано на рис. 1.5), то график распределения магнитной индукции в зазоре приблизится к синусоиде (кривая2), а следовательно, и график ЭДС, наведенной в обмотке генератора, приблизится к синусоиде.
Поэтому для приближения индукции к синусоидальному распределению, в этих машинах, зазор под полюсом делается неравномерным.
СМ. 1.7. 05.01.06. 21.08.10.