Реакция якоря синхронной машины

В машине, работающей под нагрузкой, т.е. при токах статора не равных нулю, магнитное поле создается не только МДС ротора, но и МДС токов статора. Воздействие МДС статора на поле ротора называется реакцией якоря. На рис. 4,а приведена часть ротора с двумя полюсами. При движении ротора в направлении, указанном стрелкой, в проводниках статора возникают ЭДС. Из чертежа видно, что в пределах взятого полюсного деления МДС якоря направлена вверх.

На рис. 4,б показано распределение МДС ротора по окружности статора (кривая F_a – распределение реакции якоря вдоль зазора, F^/ - суммарная МДС ротора и реакции якоря).

Из рисунка видно, что в результате реакции якоря одна половина каждого полюса размагничивается, а другая подмагничивается, и кривая распределения магнитной индукции сдвигается навстречу направлению вращения ротора. Рассмотренный случай является частным, когда ток якоря совпадает по фазе с ЭДС.

Рисунок 4

По выражению (2) частота ЭДС и тока статора

.

Скорость вращения магнитного поля статора

(3)

равна скорости вращения ротора, т.е. ротор вращается синхронно с магнитным полем статора. При частоте 50 Гц скорости вращения поля, а следовательно, и ротора синхронной машины составляют 3000, 1500, 750 об/мин и т.д.

Т.к. составляющие МДС и результирующая МДС вращаются и распределены по окружности статора по гармоническому закону, то

. (4)

Если поток реакции якоря равен Ф_а, то результирующий магнитный поток в зазоре ненасыщенной машины

. (5)

ЭДС, индуктируемая потоком Ф/ в обмотке статора,

, (6)

где - комплексная ЭДС, индуктируемая в статоре потоком ротора;

- комплексная ЭДС, индуктируемая в обмотке статора потоком реакции якоря.