Реакция якоря в явнополюсном синхронном генераторе. Векторные диаграммы.

В явнополюсной СМ воздушный зазор между якорем и ротором не остается постоянным, он возрастает от оси полюса к краям полюсного наконечника и резко увеличивается в зоне межполюсного пространства. Поэтому поток якоря Ф_a зависит не только от МДС якоря F_a, но и от положения кривой распределения этой МДС относительно полюсов ротора, то есть от угла ψ между направлением основного поля Ф_в и рассматриваемым проводником обмотки якоря с током I_a. Таким образом одна и та же МДС якоря F_a в зависимости от ее пространственного положения ψ создает различные магнитные потоки Ф_a.

Пусть МДС якоря F_a распределена по синусоидальному закону.

B_a1 – первая гармоника несинусоидального поля B_a.

При y = 0 (F_a = F_aq), когда Ф_а направлен поперечно оси полюсов машины, кривая индукции В_а имеет седлообразную форму.

При y = ±90º (F_a = F_ad) индукция имеет большее значение максимума, чем при ψ = 0.

Для анализа режима работы используют метод двух реакций. Согласно этому методу МДС якоря является геометрической суммой поперечной и продольной реакций:

Эти реакции являются причиной возникновения ЭДС самоиндукции якоря E_a, которая разлагается на соответствующие составляющие:

Уравнение напряжений для явнополюсного СГ:

E_aq = –jI_qx_aq – ЭДС самоиндукции по поперечной оси;

E_ad = –jI_dx_ad – ЭДС самоиндукции по продольной оси;

E_σa = E_σaq + E_σad = –jI_ax_σa – ЭДС рассеяния якоря;

E_σaq = E_σa∙cos ψ = –jI_ax_σa∙cos ψ = –jI_qx_σa – ЭДС рассеяния якоря вдоль поперечной оси;

E_σad = E_σa∙sin ψ = –jI_ax_σa∙sin ψ = –jI_dx_σa – ЭДС рассеяния якоря вдоль продольной оси;

x_q = x_aq + x_σa – индуктивное сопротивление вдоль поперечной оси;

x_q = x_aq + x_σa – индуктивное сопротивление вдоль продольной оси;

Если пренебречь сопротивлением r_a:

Векторная диаграмма при активно-индуктивной нагрузке (φ > 0)

векторная диаграмма не верна.