ЭДС синхронного генератора

Как было показано выше, величина наводимой в обмотке статора ЭДС количественно связана с числом витков обмотки w и скоростью изменения магнитного потока Ф:

1. 1.

Переходя к действующим значениям, выражение ЭДС можно записать в виде.

1. 2.

где n — частота вращения ротора генератора, Ф — магнитный поток, c — постоянный коэффициент. При подключении нагрузки напряжение на зажимах генератора в разной степени меняется. Влияние магнитного поля статора на магнитное поле, создаваемое вращающимися полюсами ротора, называется реакцией якоря. В случае активной нагрузки (для получения такого режима нагрузка должна быть активно-емкостной, при этом емкость скомпенсирует индуктивность обмотки генератора) ток совпадает по фазе с ЭДС, и максимум тока наступает в тот момент, когда оси полюсов будут находиться против обмоток фаз (рис. 1.3, а). Это так называемая поперечная реакция якоря: потоки статора Фс и ротора Фр взаимно перпендикулярны. В результате сложения этих потоков общий магнитный поток генератора несколько увеличивается и смещается в пространстве и, следовательно, ЭДС генератора возрастает.

В случае чисто индуктивной нагрузки ток отстает от ЭДС по фазе на р/2, в момент максимального значения тока в. обмотке, А — Х ротор повернут на 90 по часовой стрелке (рис. 1.3, б). Магнитные потоки Фс и Фр направлены навстречу друг другу и общий магнитный поток генератора равен их разности. В этом случае реакция якоря уменьшает суммарный магнитный поток машины и, следовательно, уменьшает ее ЭДС.

При емкостной нагрузке генератора ток нагрузки опережает по фазе ЭДС на з/2, и, следовательно, ротор генератора еще не дошел на 90° до вертикального положения, а ток в обмотке, А — Х уже имеет максимальное значение (рис. 1.3, в). Потоки Фс и Фр направлены в одну сторону, и общий магнитный поток генератора равен их сумме, что приводит к увеличению ЭДС.

При смешанной активно-индуктивной (рис. 1.4, а) или активно-емкостной (рис. 1.4, б) нагрузке ток и ЭДС сдвинуты по фазе на некоторый угол.

а б Рис. 1. 4.

Поток обмотки статора Ф может быть разложен на две взаимно перпендикулярные составляющие: поперечную (активную) — Фс1 и продольную (реактивную) — Фс2. В результате реакции якоря суммарный магнитный поток смещается от вертикали и изменяет свое значение в зависимости от характера нагрузки.