Магнитное поле и параметры обмотки возбуждения

Явнополюсная машина. Обмотка возбуждения создает магнитный поток возбуждения синхронной машины (рис. 32-1), который сцепляется с обмоткой якоря и индуктирует в ней э. д. с. Расчет магнитной цепи явнополюсной синхронной машины производится подобно расчету магнитной цепи машины постоянного тока. Подробности этого расчета рассматриваются в пособиях по проектированию, электрических машин. Магнитная характеристика Ф = / (if) синхронной машины имеет такой же вид, как и у других электрических машин. Ниже рассмотрим особенности магнитного поля, создаваемого обмоткой возбуждения, и индуктивности этой обмотки. Величины, относящиеся к обмотке возбуждения синхронной машины, будем обозначать индексом /, как это принято в большинстве литературных источников.

На рис. 32-2, а изображена картина магнитного поля обмотки возбуждения в воздушном зазоре явнополюсной синхронной машины на протяжении одного полюсного деления. На рис. 32-2, б кривая / представляет собой распределение магнитной индукции поля возбуждения Bf на поверхности якоря (статора). Как уже указывалось, при проектировании синхронных машин принимаются меры к'тому, чтобы эта кривая по возможности приближалась к синусоиде. Однако вполне синусоидального распределения Bf достичь невозможно и поле возбуждения (кривая 1 на рис. 32-2Г б) можно разложить на основную (кривая 2) и высшие гармоники, которые индуктируют в обмотке якоря соответственно основную и высшие гармоники э. д. с. Высшие гармоники э. д. с. относительно малы, так как малы соответствующие гармоники поля и, кроме того, выбором шага и числа пазов на полюс и фазу обмотки якоря достигается уменьшение высших гармоник э. д. с. Поэтому в теории синхронных машин учитывается только основная гармоника э. д. с. якоря и соответственно потоком взаимной индукции между индуктором и якорем считается основная гармоника поля возбуждения (кривая 2 на рис. 32-2, б).

Магнитное поле и параметры обмотки якоря

Общие положения.

При нагрузке обмотки якоря синхронной машины током она создает собственное магнитное поле, которое называется полем реакции якоря.

В нормальных машинах постоянного тока, с установкой щеток на геометрической нейтрали, поле реакции якоря является поперечным, т. е. действует поперек оси главных полюсов. Поэтому оно не индуктирует э. д. с. в обмотке якоря и оказывает относительно слабое влияние на величину потока в воздушном зазоре и на характеристики машины. В отличие от машин постоянного тока в синхронной машине влияние реакции якоря на величину магнитного потока весьма значительно. Это обусловлено прежде всего тем, что в синхронной машине в общем случае возникает также значительная продольная реакция якоря усиливающая или ослабляющая поток полюсов. Кроме того, поле поперечной реакции якоря синхронной машины также индуктирует значительную э. д. с. в обмотке якоря.

Поэтому реакция якоря синхронной машины оказывает весьма значительное влияние на характеристики и поведение синхронной машины как при установившихся, так и при переходных режимах рабрты.

Индуктор (ротор) явнополюсной машины имеет магнитную несимметрию, так как ввиду наличия большого междуполюсного пространства магнитное сопротивление потоку, действующему по направлению поперечной оси q, т. е. по оси междуполюсного пространства, значительно больше магнитного сопротивления потоку, действующему по продольной оси d. Поэтому одинаковая по величине н. с. якоря при ее действии по продольной оси создает больший магнитный поток, чем при действии по поперечной оси. Кроме того, как ротор явнополюсной, так и ротор неявнополюсной машины имеют также электрическую несимметрию, так как их обмотки возбуждения расположены только по продольной оси d, т. е. создают поток, действующий по оси d, и сами сцепляются только с потоком якоря, действующим по этой же оси. Электрическая несимметрия индукторов синхронных машин существенным образом проявляется при несимметричных и переходных режимах их работы.