7. Магнитное поле обмотки якоря см

При работе СМ под нагрузкой по обмоткам якоря протекает ток, который создает магнитное поле якоря. Магнитное поле якоря взаимодействует с полем обмотки возбуждения, в результате создается поле машины. Оно называется полем взаимной индукции. Точный расчет поля взаимной индукции с учетом насыщения машины является весьма сложной задачей. Для упрощения расчета делают допущения, что магнитная проницаемость стальных участков магнитной цепи М=∞: μ=∞.

При этом допущении поле взаимной индукции можно представить как сумму полей обмотки якоря и обмотки возбуждения.

Может быть применен принцип наложения, который позволяет рассчит. эти два поля как самостоятельные величины. При анализе учитывается 1ая гармоника магн. индукции. 1ая гармоника играет основную роль в эл.мех-ом преобразовании энергии. Остальные гармоники вызывают доп-ые потери.

-число фаз, - ток в обм. якоря, - число витков, - обмоточный к-т, -кол-во пар полюсов.

МДС обм. якоря явнополюсной машины можно представить в виде суммы 2-х МДС по продольной оси , поперечной . , - угол между вектором и .

П оле от продольной оси составляющей МДС реакции якоря хар-сякоэф-том формы поля по продольной оси:

- амплитуда индукции от продольной составляющей МДС.

Поле от попереч. Сост. Хар-ся коэф-ом поля по поперечной оси:

Для машины неявнополюсной: k_d=k_q=1.

МДС обмотки якоря отличаются по форме от МДС обмотки возбуждения .

Распределение МДС обм-ки якоря по поверхности якоря близко к синусоидальному. Распределение МДС возбуждения значительно отличается от синусоидального. Это затрудняет сложение МДС якоря и МДС возб-ия при расчете машин. Для упрощ. расчетов sinМДС якоря заменяются эквивалентными.

По продольной оси: , - экв. МДС.

- к-т реакции якоря по продольной оси( к-т формы поля).

По поперечной: .

- к-т реакции якоря по поперечной оси( к-т формы поля). .

Для неявнополюсной машины эквив-ая МДС обм-ки якоря опред-ся:

- коэф-т формы поля обм-ки возбуждения.

8. Реакции якоря см(сг)

Реакции якоря – это воздействие магнитного поля якоря на магнитное поле обмотки возбуждения.

Дествие реакции якоря зависит от хар-ра нагрузки.

Расссмотрим реакцию якоря на простейшем примере: на примере однофазного двухобмоточного синхронного генератора(СГ). Ток обм. возб. созд. магнитный поток.

. Магнитный поток направлен по продольной оси полюса. Этот поток вращается вместе с ротором с синхронной частотой. Этот поток индуцирует в обм-ке якоря ЭДС. Вектор этой отстает на ¼ периода или на π/2. Под действие ЭДС протекает ток по нагрузке. Ток создает магнитный поток реакции якоря .

А ктивная нагрузка

Ток по фазе совпадает с . Ток реакции якоря будет создавать свой ЭДС.

- реактивная составляющая реакции якоря. При активной нагрузке имеет место поперечная реакция якоря. Поперечная реакция приводит к искажению результирующего поля машины. Магнитное поле ослабляется под набегающим краем полюса и усиливается под сбегающем. В результате магнитный поток машины уменьшается, а следовательно уменьшается ЭДС машины. Максимальному значению ЭДС будет соответствовать максимальный ток. Это будет в тот момент, когда стороны обмотки якоря находятся посередине полюса, т.е. там, где магнитная индукция полюса максимальна, а это будет соответствовать вертикальному расположению полюсов на рисунке.

Индуктивная нагрузкаПри индуктивной нагрузке ток статора отстает по фазе от вектора ЭДС на 90 градусов. . При инд. хар-ре нагр. поток реакции якоря направлен вдоль оси полюса по оси dпротивоположно основному магнитному потоку. . , т.е. реакции якоря оказывают продольно-размагничивающее действие. . Максимальное значение тока статора и соответственно реакции якоря будет, когда ротор “провернется” дополнительно на .

Е мкостная нагрузка.Ток статора будет опережать на . Имеет место продольно-намагничивающая реакция якоря. , . Максимальный ток, когда ротор еще не “довернется” до вертикальной оси.

Смешанная активно-индуктивная нагрузка

П ри смешанной нагрузкеR-Lротор успеет повернуться на некоторый угол Ψ от вертикального положения, чем ток статора достигнет максимального.

; . Имеет место продольно-размагничивающее действие.