Исполнительные асинхронные двигатели. Схемы замещения и параметры двухфазных исполнительных асинхронных двигателей. Вращающий момент двухфазного исполнительного асинхронного двигателя. Характеристики исполнительных асинхронных двигателей. Вращающиеся трансформаторы. Универсальные коллекторные двигатели и преобразователи. Синхронные машины общего применения. Синхронные двигатели для систем автоматики, страница 28

Для этих же целей выполняют конструкцию ротора типа «звездочка» и ротора с «когтеобразными» полюсами. При значительной мощности (от десятков до сотен киловатт) конструкция магнитоэлектрических синхронных генераторов приближается к конструкции нормальных явнополюсных синхронных машин.

§ 12.2. Реакция якоря синхронных машин

При нагрузке синхронной машины ток статора создает МДС статора, которая воздействует на МДС ротора. Это явление по аналогии с машинами постоянного тока называют реакцией якоря. МДС реакции якоря совместно с основной МДС образует результирующее поле, отличающееся от основного по значению и форме. В симметрично нагруженной трехфазной машине МДС статора вращается в том же направлении и с той же частотой, что и МДС ротора, т. е. синхронно с ним. Поэтому можно считать, что обе МДС неподвижны друг относительно друга. Реакцию якоря анализируют для какого-нибудь одного момента времени. Можно заменить рассмотрение реакции якоря всех трех фаз анализом реакции якоря одной фазы, а именно той. в которой ток достигает максимума.

При чисто активной нагрузке ток в катушке, а следовательно, и индукция якоря достигают максимума одновременно с основной ЭДС  На рис. 12.3, а кривая 1 определяет индукцию основного поля; кривая 2 — индукцию якоря неявнополюсного генератора; кривая 3 — индукцию якоря явнополюсного генератора. Создаваемое током якоря поле направлено перпендикулярно основному потоку возбуждения (рис. 12.3,б). Такое поле и соответственно реакцию якоря называют поперечными. Это явление соответствует реакции якоря в машине постоянного тока при положении щеток на нейтрали.

При одинаковой МДС магнитный поток реакции якоря явнополюсной машины меньше, чем неявнополюсной. Поэтому явнополюсную машину рассматривают как неявнополюсную с соответственно уменьшенной поперечной МДС реакции якоря.

Если F_aq—амплитуда МДС поперечной реакции якоря неявнополюсной машины

где—коэффициент поперечной реакции якоря.

При чисто индуктивной нагрузке (рис. 12.4, а) ток статораотстает от ЭДСна 90°. Обозначения на рис. 12.4,а соответствуют обозначениям на рис. 12.3. В этом случае МДС поля якоря направлена встречно МДС полюсов. Реакция якоря носит продольно-размагничивающий характер. При емкостной нагрузке (рис. 12.4,б) реакция якоря носит продольно-намагничивающий характер. Соответствующие этим случаям векторные диаграммы приведены на рис. 12.5,а,б.

При реактивной нагрузке провалы в кривой индукции явнополюсной Мишины гораздо меньше, чем при активной. Рассуждая аналогично ранее изложенному, определим МДС продольной реакции якоря явнополюсного генератора:

где k_d = 0,85—коэффициент продольной реакции якоря; F_ad - МДС реакции якоря неявнополюсного генератора.

В общем случае при смешанной нагрузке ток статора сдвинут по фазе относительно основной ЭДСна некоторый угол ψ, находящийся в пределах от 90 до -90°. Воздействие МДС реакции якоряна МДС основных полюсовможно проанализировать с помощью векторной диаграммы (рис. 12.6).

Пусть ток iотстает по фазе от ЭДС на угол ψ. Ток i создает МДС которую разлагают на две составляющие: поперечную и продольную  Из диаграммы следует, что

Аналогичное разложение МДС реакции якоря можно сделать и в том случае, когда ток iопережает по фазе ЭДСна угол ψ. Легко заметить, что когда ток генератора i отстает по фазе от ЭДС, МДС  размагничивает машину, а когда ток опережает ЭДС по фазе, МДСнамагничивает ее.

Помимо магнитного потока реакции якоря ток статора создает по ток рассеяния, который наводит ЭДС рассеяния, где х_s1-индуктивное сопротивление рассеяния.

Часто индуктивное сопротивление рассеяния x_s1синхронных машин выражают не в омах, а в относительных единицах. Перевод осущест вляют по формуле

где х_s1- в Ом; U_{ф ном} , I_{ф ном}- номинальные фазные напряжение иток. В   синхронных генераторах обычного исполнения