Реакция якоря в неявнополюсной машине

Индуктор машины с неявно выраженными полюсами сходен по конструкции с ротором асинхронной машины и воздушный зазор такой машины имеет постоянную длину. Магнитное сопротивление магнитной цепи машины по всем направлениям одинаково, поэтому можно считать, что магнитный поток всегда пропорционален намагничивающей силе.

В нагруженной машине с вращающимся магнитным полем потокосцепление одной из фазных обмоток, расположенной на статоре, изменяется во времени по синусоидальному закону На рисунке потокосцепление представлено вектором .

Рис. 10.

ЭДС фазной обмотки пропорциональна производной от потокосцепления, поэтому.

На рис. 10 ЭДС представлена вектором, который отстает от вектора потокосцепления на .

Если пренебречь магнитным потоком рассеяния статорной обмотки, то при резистивной нагрузке ЭДС и ток фазной обмотки будут совпадать по фазе. Ток фазной обмотки создает свою составляющую магнитного потока машины, который совпадает с током по фазе. Результирующее потокосцепление является суммой двух потокосцеплений: потокосцепления холостого хода и потокосцепления реакции якоря.

.

где потокосцепление результирующего магнитного потока фазы; потокосцепление магнитного потока индуктора; потокосцепление реакции якоря.

ЭДС фазы, А, наведенная потоком реакции якоря, отстает от потокосцепления на 90. Вектор ЭДС фазы в режиме холостого хода представлен вектором .

Рис. 11.

Если генератор нагружен индуктивностью, ток отстает от результирующей ЭДС на 90. Векторная диаграмма ЭДС, тока и потокосцепления будет выглядеть так, как показано на рис. 7.11. ЭДС реакции якоря противоположна результирующей ЭДС .

Вектор потокосцепления индуктора и вектор потокосцепления реакции якоря противоположны по направлению и .

Следовательно, при индуктивной нагрузке результирующий магнитный поток меньше магнитного потока индуктора, т. е. индуктивная нагрузка приводит к размагничиванию машины.

Рис. 12.

В случае емкостной нагрузки ток фазы обмотки опережает результирующую ЭДС на 90. Токи статора создают свою составляющую намагничивающей силы и потокосцепления. Векторная диаграмма представлена на рис. 12.

Из диаграммы следует, что результирующее потокосцепление больше, чем потокосцепление основного магнитного потока главных полюсов. ЭДС генератора, работающего в режиме холостого хода, меньше, чем ЭДС генератора, нагруженного на конденсатор.

Таким образом, характер нагрузки синхронного генератора оказывает существенное влияние на выходное напряжение.