Продольная и поперечная реакция якоря.

Рассмотрим действие реакции якоря многофазной синхронной машины при установив­шейся симметричной нагрузке. Для наглядности будем иметь в виду двухполюсную машину и предположим, что она ра­ботает в режиме генератора. Получаемые результаты нетрудно

распространить также на двигательный режим работы. Ради простоты и наглядности на рискаждая фаза обмотки изображена в виде одного витка с полным шагом {А—X, В—У, С—Z), буквами N, S указана полярность поля возбуждения, а магнитные линии этого поля не показаны.

Сначала рассмотрим случай, когда угол сдвига фаз между током якоря и э.д.с. , индуктируемой в обмотке якоря током или полем возбуждения, равен нулю (рис а). Ротор вращается с электрической угловой скоростью

и при положении ротора, изображенном на рис а, э. д. с. фазы А максимальна. Так как = 0, то ток этой фазы также мак­симален и

Направления токов i_а, i_b,, i_c, нетрудно установить по правилу правой руки, и они указаны на рис. а крестиками и точками. При этих направлениях токов магнитные линии поля реакции якоря в полюсах и теле якоря направлены поперек оси полюсов d. Следовательно, поток реакции якоря Ф„ действует по поперечной оси. Такой характер поля реакции якоря

Поперечная реакция якоря вызывает искажение кривой поля в воздушном зазоре, как и в машинах постоянного тока, но в син­хронной машине действие ее не ограничивается этим, так как вра­щающееся поле поперечной реакции якоря индуктирует также э. д. с. в обмотке якоря. Величина этой э. д. с. определяется ниже.

Если ток I отстает от э. д. с. на = 90°, то максимум тока в фазе А наступает по сравне­нию со случаем на рис а на четверть периода позднее, когда ротор повернется на 90° по часовой стрелке (рис. б). Токи фаз на рис. б , имеют такие же значения, как и на рис. а, вследствие чего и ориентация магнитного пото­ка якоря в пространстве является такой же.

Если ток I опережает э. д. с. на = -90°, то максимум тока в фазе А наступает по сравнению со случаем на рис. а на чет­верть периода раньше и в этот момент времени ротор занимает по сравнению с рис. а положение, повернутое на 90° против направления вращения (рис. в).

Токи фаз на рис. в имеют такие же значения, как и на рис а.

Из рис. 32-9, в видно, что при опережающем токе и =-90° реакция якоря также действует по продольной оси, но является по отношению к полю возбуждения чисто намагни­чивающей, т. е. она увеличивает поток по продольной оси ма­шины (продольная намагничивающая реакция якоря).

Поэтому в общем случае, ток I можно разложить на две составляющие:

Характеристики синхронных генераторов

Среди разнообразных характеристик синхронных генераторов отдельную группу составляют характеристики, которые опре­деляют зависимость между напряжением на зажимах якоря U, током якоря I и током возбуждения i_f при f = f_н или п = n_н = const в установившемся режиме работы. Эти характери­стики дают наглядное представление о ряде основных свойств синхронных генераторов.

Они могут быть построены по расчетным данным, с помощью векторных диаграмм, или по данным соответствующих опытов.

Характеристики явнополюсных и неявнополюсных генераторов в основном одинаковы.

Схемы для снятия рассматриваемых ниже характеристик опыт­ным путем изображены на рис. На рис. а обмотка якоря Я нагружается с помощью симметричных регулируемых нагрузоч­ных сопротивлений Z_нг.

(например, трехфазный реостат и трехфаз­ная индуктивная катушка, включаемые параллельно).

На рис. б генератор нагружается на сеть U_c через индук­ционный регулятор напряжения или регулируемый трехфазный трансформатор, или автотрансформатор РТ. Активная мощность генератора в обоих случаях регулируется путем изме­нения момента двигателя, вращающего генератор. В схеме рис. 6 воздействие на РТ изменяет напряжение генератора и его реактив­ную мощность или cos . На практике удобно пользоваться схемой рис б.

На рисунке предполагается, что обмотка возбуждения 0В пи­тается от постороннего источника. Регулирование тока i_f в обоих случаях производится с помощью реостата R. Величина cos про­веряется по показаниям двух ваттметров.

Все характеристики для наглядности целесообразно строить в относительных единицах.