Принцип действия синхронного генератора.

Синхронные генераторы в зависимости от типа обмотки статора могут быть одно-, двух- и трехфазными. Наибольшее распространение получили трехфазные генераторы. На рис. 4.5 представлена электромагнитная схема такого генератора. Трехфазная обмотка статора состоит из трех однофазных обмоток, равномерно распределенных по статору и сдвинутых в пространстве на 120° относительно друг друга (рис. 4.5). Посредством первичного двигателя, в качестве которого применяются турбины (паровые или гидрав­лические), двигатели внутреннего сгорания или электродвигатели, ротор генератора приводится во вращение с частотой .

Рис. 4.5. Электромагнитная схема синхронного генератора

Магнитное поле ротора, созданное постоянным током, подведенным на зажимы И₁ – И₂ обмотки возбуждения, вращаясь вместе с ротором, пересекает проводники обмотки статора и наводит в ее фазах э. д. с. , и одинаковой величины и частоты, но сдвинутые по фазе на 120° относительно друг друга. Частота наведенной э. д. с. пропорциональна частоте вращения ротора [см. (4.1)].

При подключении к выводам С1, С2 и СЗ обмотки статора нагрузки (потребителя энергии) Z_H в цепи генератора появляются токи , и .Таким образом, синхронный генератор, потребляя механическую энергию первичного двигателя, отдает электрическую энергию переменного тока.

Э. д. с. фазы обмотки статора определяется выражением

(4.3)

где – обмоточный коэффициент обмотки статора;

Ф – вращаю­щийся магнитный поток ротора;

– число витков фазы обмотки статора.

Обмотки статора синхронных машин делают распределенными с укороченным шагом (см. § 8.2), что способствует уменьшению амплитуды высших гармоник в кривой э. д. с., наводимой в обмотке статора.

Величина линейной э.д.с. на выходе синхронного генератора Е_Л зависит схемы соединения фазных обмоток статора: при со­единении в звезду ; при соединении в треугольник Е_Л = Е₁.