- •Катушка с ферромагнитным сердечником
- •§ 1.1. Назначение и области применения трансформаторов
- •§ 1.2. Принцип действия трансформаторов
- •§1.3. Устройство трансформаторов
- •§ 1.11. Опытное определение параметров схемы замещения трансформаторов
- •§ 82. Рабочий процесс трансформатора
- •§ 1.7. Векторная диаграмма трансформатора
- •§ 1.12. Упрощенная векторная диаграмма трансформатора
- •§ 1.4. Уравнения напряжений трансформатора
- •§ 1.5. Уравнения магнитодвижущих сил и токов
- •6 Назначение режимов холостого хода и короткого замыкания
- •7Особенности конструкции трехфазного трансформатора
- •8 Параллельная работа трансформаторов
- •9 Классификация электрических машин
- •10 Конструкция и принцип действия асинхронного двигателя
- •Синхронные машины. Назначение
- •Устройство синхронной машины
- •Принцип работы синхр. Генератора, реакция якоря на подключение нагрузки
- •Реакция якоря синхронной машины
- •Характеристики синхронного генератора
- •Холостой ход синхронного генератора
- •Устройство электрической машины постоянного тока
- •Генераторы с независимым возбуждением. Характеристики генераторов
- •Генераторы с самовозбуждением. Принцип самовозбуждения генератора с параллельным возбуждением
- •31. Механические характеристики двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением
- •32.Регулирование оборотов электрических машин
- •Регулирование скоростей электроприводов с синхронными машинами.
- •33.Реверсирование электрических двигателей
- •34.Конструкция обмоток машин постоянного тока
- •35.Структура петлевых обмоток электрических машин
- •Конструкция и работа реверсивной схемы управления
- •Структура и работа схемы реверсирования ад с динамическим торможением
- •Режимы работы электрических двигателей
Реакция якоря синхронной машины
В машине, работающей под нагрузкой, магнитное поле создается в отличие от холостого хода не только в роторе, но и МДС (магнитодвижущая сила) токов статора. Эти МДС, вращаясь с одной и той же синхронной частотой, взаимодействуют между собой и образуют результирующее вращающееся магнитное поле машины. Воздействие МДС статора на магнитное поле машины называется реакцией якоря.
Рассмотрим реакцию якоря на примере двухполюсного синхронного генератора с явновыраженными полюсами. На рис. 11.21 каждая фаза обмотки изображена в виде одного витка (А – Х, В – Y, С – Z), северный полюс ротора обозначен буквой N, южный – буквой S, магнитные линии этого поля не показаны.
а) б) в)
Рис. 11.21
Рис. 11.21 а поясняет реакцию якоря при активной нагрузке, когда угол сдвига по фазе между ЭДС и током равен нулю. В этом положении ЭДС и ток фазы А максимальны, а в фазах В и С равны половине от максимальных значений и противоположны по знаку (направление токов в верхней половине обмотки статора показано крестиками, в нижней – точками). Этим направлениям токов соответствует магнитное поле реакции якоря, основные линии которого направлены поперек оси полюсов ротора. Они размагничивают набегающий край полюса и намагничивают сбегающий. При этом результирующий магнитный поток генератора поворачивается относительно потока ротора на некоторый угол в направлении, противоположном направлению вращения ротора. Следовательно, при активной нагрузке ( = 0) реакция якоря синхронной машины является чисто поперечной.
Рис. 11.21 б соответствует фазовому сдвигу = 90°. В этом случае максимум тока в фазе А наступает в момент, когда ротор повернется на 90° по часовой стрелке. Ориентация потока реакция якоря осталась такой же, как на рис. 11.21 а, но теперь этот поток направлен навстречу потоку ротора по его продольной оси, т.е. при отстающем токе и = 90° реакция якоря действует по продольной оси и является по отношению к полю возбуждения размагничивающей.
Рис. 11.21 в соответствует опережающему току относительно ЭДС на угол = –90°. В этом случае максимум тока в фазе А наступает по сравнению с рис. 11.21 а на четверть периода раньше, когда ротор занимает положение, повернутое на 90° против вращения, т.е. при опережающем токе и –90° реакция якоря действует по продольной оси и является по отношению к полю возбуждения намагничивающей.
В общем случае, когда 0 и 90°, ток можно разложить на составляющие:
по продольной оси ; (11.50)
по поперечной оси . (11.51)
Продольная составляющая тока якоря создает продольную реакцию якоря, а поперечная – поперечную реакцию якоря. Угол считается положительным, когда ток отстает от ЭДС .
При работе синхронной машины в режиме двигателя ток в статоре имеет противоположное направление по сравнению с режимом генератора. Поэтому при = 0 ось результирующего потока оказывается повернутой относительно потока ротора на угол по направлению вращения ротора. При реакция якоря является продольной и намагничивающей, а при – продольной и размагничивающей.
Сравнение реакции якоря явнополюсных и неявнополюсных машин показывает, что принципиально они отличаются тем, что у неявнополюсных машин воздушный зазор почти одинаковый вдоль продольной и поперечной осей ротора. Поэтому и потоки реакции якоря по осям при одинаковых токах статора практически равны. У явнополюсных машин воздушный зазор вдоль поперечной оси во много раз больше, чем вдоль продольной оси. Поэтому при равных составляющих МДС якоря вдоль продольной и поперечной осей магнитный поток реакции якоря вдоль поперечной оси значительно меньше и составляет, примерно, 60 % от потока вдоль продольной оси.
22