МАГНИТНОЕ ПОЛЕ

При нагрузке обмотки якоря синхронной машины током она создает собственное магнитное поле, которое называется полем реакции якоря.

Реакция якоря синхронной машины оказывает весьма значительное влияние на характеристики и поведение синхронной машины как при установившихся, так и при переходных режимах работы.

Продольная и поперечная реакции якоря. Рассмотрим действие реакции якоря двухполюсной машины, работающей в режиме генератора, при установившемся режиме. На рис.10-4 каждая фаза обмотки изображена в виде одного витка с полным шагом (A-X, B-Y, C-Z), буквами N, S указана полярность поля возбуждения, а магнитные линии этого поля не показаны.

Когда угол сдвига фаз ψ между током якоря и ЭДС, индуктируемой в обмотке якоря током или полем возбуждения, равен нулю (рис. 10-4, а), ротор вращается с угловой скоростью

,

и при положении ротора, изображенном на рис.10-4, а, ЭДС фазы А максимальна. Так как ψ=0, то ток этой фазы также максимален и

i _a= I _m; i _b= i _c=- I _m.

Направления токов i_a, i_b, i_c нетрудно установить по правилу правой руки, и они указаны на рисунке крестиками и точками. При этих направлениях токов магнитные линии поля реакции якоря направлены, как показано на рис.10-4, а, поперек оси d. следовательно, поток реакции якоря Ф _а действует по поперечной оси. Такой характер поля реакции якоря при ψ=0 сохраняется при любом положении вращающегося ротора, так как ротор и поле реакции якоря вращаются синхронно.

Следовательно, при ψ=0 реакция якоря синхронной машины является чисто поперечной.

Поперечная реакция якоря вызывает искажение кривой поля в воздушном зазоре, как и в машинах постоянного тока, и вращающееся поле поперечной реакции индуктирует ЭДС в обмотке якоря.

Если ток отстает от ЭДС на ψ=90⁰, то максимум тока в фазе А наступает по сравнению с предыдущем случаем, на четверть периода позднее, когда ротор повернется по часовой стрелке (рис.10-4, б). Здесь токи фаз имеют такие же значения, как и на рис. 10-4, а, вследствие чего и ориентация магнитного потока якоря в пространстве является такой же.

Следовательно, при отстающем токе и ψ=90⁰ реакция якоря действует по продольной оси и является по отношению к полю возбуждения чисто размагничивающей (продольная размагничивающая реакция якоря).

Если ток опережает ЭДС на ψ=-90⁰, то максимум тока в фазе А наступает по сравнению со случаем на рис.10-4, а на четверть периода раньше и в этот момент времени ротор занимает по сравнению с первым случаем положение, повернутое на 90⁰ против направления вращения (рис.10-4, в). Токи фаз имеют такие же значения, как и ранее.

Следовательно, при опережающем токе и ψ=-90⁰ 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).

В связи с изменением результирующего сопротивления воздушного зазора при различных режимах синхронной машины при анализе ее работы используют так называемый метод двух реакций. Согласно этому методу, МДС якоря F_a в общем случае представляют в виде суммы двух составляющих— продольной F_aq = F_asin ψ и поперечной F_aq = F_acos ψ, причем В соответствии с принятым методом ток якоря I _а, создающий МДС F_a, также представляют в виде двух составляющих — продольной I_d и поперечной I_q

Поиск по сайту: