какая реакция якоря синхронного генератора при емкостной нагрузке
Какая реакция якоря синхронного генератора при емкостной нагрузке
§ 115. Реакция якоря синхронного генератора
При нагрузке синхронного генератора по обмотке статора (якоря) проходит ток I, который создает свой магнитный поток. Этот поток оказывает значительное влияние на магнитное поле машины в целом, изменяя его по величине или искажая его распределение. Такое действие магнитного потока статора (якоря) на поток полюсов ротора называется реакцией якоря.
Рассмотрим три характерных случая:
1. К генератору присоединена активная нагрузка. Ток I совпадает по фазе с э.д.с., индуктированной в обмотке статора.
* ( Для наглядности здесь представлена часть цилиндрической поверхности статора и ротора в развернутом виде.)
Рис. 277. Реакция якоря синхронного генератора при различных характерах нагрузки
В этот момент э.д.с. катушки имеет максимальное значение, а так как нагрузка генератора чисто активная, то и ток в катушке будет иметь максимальное значение. Направление магнитных линий вокруг проводников катушки статора определяется по правилу “буравчика”. Из чертежа видно, что поле статора размагничивает набегающий край полюсов и намагничивает сбегающий край полюсов. Этот случай носит название поперечной реакции якоря.
* ( Полюсным делением называется расстояние между осями смежных полюсов N и S.)
Из чертежа видно, что магнитный поток статора направлен навстречу потоку полюсов вдоль их оси и, следовательно, ослабляет магнитное поле машины. Этот случай носит название продольно-размагничивающей реакции якоря.
3. Генератор нагружен чисто емкостной нагрузкой. При этом ток опережает э.д.с. на 90° (рис. 277, в).
Максимум тока наступает в момент, когда полюсы не дойдут до соответствующих проводников на расстояние, равное половине полюсного деления.
Из чертежа видно, что магнитный поток статора направлен согласно с потоком полюсов вдоль их оси и, следовательно, усиливает магнитное поле машины. Этот случай носит название продольно-намагничивающей реакции якоря.
В действительности нагрузка носит смешанный характер. Поэтому магнитный поток реакции якоря будет иметь как поперечную, так и продольную составляющие.
Таким образом, реакция якоря синхронного генератора зависит от характера нагрузки, т. е. от сдвига фаз между индуктированной в статоре э.д.с. и его током.
Влияние реакции якоря на работу синхронного генератора зависит от величины нагрузочного тока I, протекающего по обмотке статора. С ростом индуктивной нагрузки усиливается размагничивающее действие реакции якоря, а с ростом емкостной нагрузки усиливается намагничивающее действие реакции якоря.
Учебные материалы
При вращении ротора синхронного генератора от приводного двигателя ПД (см. рис.22,б) с постоянной частотой n0, постоянное магнитное поле, создаваемое обмоткой возбуждения, пересекая проводники фазных обмоток статора наводит в них синусоидальную ЭДС, зависящую от синхронной частоты вращения n0 и максимального магнитного потока полюса ротора Фоm. 
Катушки отдельных фаз статора сдвинуты в пространстве на электрический угол, равный 120° и их ЭДС образуют симметричную трехфазную систему.
Изменяя ток возбуждения Iв можно регулировать магнитный поток и ЭДС генератора. Зависимость Е0=f(Iв) называется характеристикой холостого хода генератора (нелинейная). Если к обмотке статора подключить нагрузку, то в обмотках статора потечет трехфазный ток.
В зависимости от вида нагрузки (активной, индуктивной или емкостной) ток может либо совпадать по фазе с ЭДС, либо сдвинут на некоторый угол.
При протекании трехфазного тока по обмоткам статора образуется вращающееся магнитное поле. При этом магнитные поля ротора и статора вращаются с одной и той же частотой n0. они взаимодействуют между собой и образуют результирующее вращающееся магнитное поле машины.
Реакция якоря – это воздействие поля статора (якоря) на магнитное поле машины, создаваемое обмоткой возбуждения на роторе. Характер реакции якоря зависит от вида нагрузки.
При чисто активной нагрузке имеет место поперечная реакция якоря (векторы магнитных полей обмоток ротора и статора расположены под углом 90°). При чисто индуктивной нагрузке реакция якоря продольная размагничивающая (векторы магнитных полей направлены навстречу друг другу и результирующее магнитное поле уменьшается).
Рис.23. Внешние характеристики синхронного двигателя при различных видах нагрузки
При чисто емкостной нагрузке реакция якоря продольная намагничивающая (векторы магнитных полей имеют одинаковое направление и результирующее магнитное поле увеличивается).
Кроме характеристики холостого хода Е0=f(Iв), синхронный генератор характеризуется внешней и регулировочной характеристиками, вид которых зависит от характера реакции якоря.
Внешняя характеристика это зависимость напряжения на зажимах генератора от тока нагрузки U=f(I).
Регулировочная характеристика это зависимость тока возбуждения от тока нагрузки Iв=f(I), при U=const.
Уважаемые студенты!
Специалисты нашего сайта готовы оказать помощь в учёбе по разным предметам:
✔ Решение задач
✔ Выполнение учебных работ
✔ Помощь на экзаменах
127. Реакция якоря синхронного генератора
При нагрузке синхронного генератора по обмотке статора проходит ток, который создает свой магнитный поток. Последний, вступая во взаимодействие с потоком ротора, образует результирующий магнитный поток машины. Такое действие магнитного потока статора (здесь якоря) на поток полюсов ротора называется реакцией якоря. В дальнейшем изложении магнитным потоком рассеяния статора пренебрегаем.
Реакция якоря оказывает на работу синхронного генератора большое влияние. Рассмотрим три характерных случая:
1. Генератор нагружен на активную нагрузку. Ток I совпадает по фазе с э. д. с, индуктированной в обмотке статора.
Разберем момент, когда обе стороны катушки одной фазной обмотки оказались над серединами полюсов (фиг. 250, а). В этот момент э. д. с. катушки имеет максимальное значение, а так как нагрузка генератора чисто активная, то и ток в катушке будет иметь максимальное значение. Направление магнитных линий вокруг проводников катушки статора определяется по правилу буравчика. Из чертежа видно, что поле статора размагничивает набегавший край полюсов и намагничивает сбегающий край полюсов. Этот случай носит название поперечной реакции якоря.
2. Генератор нагружен на чисто индуктивную нагрузку, при этом ток отстает от э. д. с. на 90° (фиг. 250, б). Максимум тока наступает в момент, когда полюсы проходят за соответствующие проводники расстояние, равное половине полюсного деления. Из чертежа видно, что магнитный поток статора направлен навстречу потоку полюсов вдоль их оси. Этот случай носит название продольно-размагничивающей реакции якоря.
3. Генератор нагружен на чисто емкостную нагрузку. При этом ток опережает э. д. с. на 90° (фиг. 250, в).
Максимум тока наступает в момент, когда полюсы не дойдут до соответствующих проводников на расстояние, равное половине полюсного деления. Из чертежа видно, что магнитный поток статора направлен согласно с потоком полюсов вдоль их оси.
Этот случай носит название продольно-намагничивающей реакции якоря. На фиг. 250 показаны моменты, когда токи в цепи обмотки одной фазы имеют максимальное значение. В любые другие моменты величины токов в обмотке фазы статора будут меньше, и реакция якоря обмотки одной фазы будет соответственно ослаблена. В действительности нагрузка имеет смешанный характер. Поэтому магнитный поток реакции якоря будет иметь как поперечную, так и продольную составляющие.
Таким образом, реакция якоря синхронного генератора зависит от характера нагрузки, т. е. от сдвига фаз между индуктированной в статоре э. д. с. и его током.
127. Реакция якоря синхронного генератора
При нагрузке синхронного генератора по обмотке статора проходит ток, который создает свой магнитный поток. Последний, вступая во взаимодействие с потоком ротора, образует результирующий магнитный поток машины. Такое действие магнитного потока статора (здесь якоря) на поток полюсов ротора называется реакцией якоря. В дальнейшем изложении магнитным потоком рассеяния статора пренебрегаем.
Реакция якоря оказывает на работу синхронного генератора большое влияние. Рассмотрим три характерных случая:
1. Генератор нагружен на активную нагрузку. Ток I совпадает по фазе с э. д. с, индуктированной в обмотке статора.
Разберем момент, когда обе стороны катушки одной фазной обмотки оказались над серединами полюсов (фиг. 250, а). В этот момент э. д. с. катушки имеет максимальное значение, а так как нагрузка генератора чисто активная, то и ток в катушке будет иметь максимальное значение. Направление магнитных линий вокруг проводников катушки статора определяется по правилу буравчика. Из чертежа видно, что поле статора размагничивает набегавший край полюсов и намагничивает сбегающий край полюсов. Этот случай носит название поперечной реакции якоря.
2. Генератор нагружен на чисто индуктивную нагрузку, при этом ток отстает от э. д. с. на 90° (фиг. 250, б). Максимум тока наступает в момент, когда полюсы проходят за соответствующие проводники расстояние, равное половине полюсного деления. Из чертежа видно, что магнитный поток статора направлен навстречу потоку полюсов вдоль их оси. Этот случай носит название продольно-размагничивающей реакции якоря.
3. Генератор нагружен на чисто емкостную нагрузку. При этом ток опережает э. д. с. на 90° (фиг. 250, в).
Максимум тока наступает в момент, когда полюсы не дойдут до соответствующих проводников на расстояние, равное половине полюсного деления. Из чертежа видно, что магнитный поток статора направлен согласно с потоком полюсов вдоль их оси.
Этот случай носит название продольно-намагничивающей реакции якоря. На фиг. 250 показаны моменты, когда токи в цепи обмотки одной фазы имеют максимальное значение. В любые другие моменты величины токов в обмотке фазы статора будут меньше, и реакция якоря обмотки одной фазы будет соответственно ослаблена. В действительности нагрузка имеет смешанный характер. Поэтому магнитный поток реакции якоря будет иметь как поперечную, так и продольную составляющие.
Таким образом, реакция якоря синхронного генератора зависит от характера нагрузки, т. е. от сдвига фаз между индуктированной в статоре э. д. с. и его током.
Реакция якоря синхронной машины
Реакция якоря синхронной машины – воздействие магнитодвижущей силы обмотки якоря на магнитодвижущую силу обмотки возбуждения.
Какое влияние оказывает реакция якоря на работу синхронной машины?
От его влияния напрямую будут зависеть рабочие показатели машины. Это связано с тем, что изменения магнитного поля приведут к изменениям ЭДС в обмотке статора, а также ряде других важных показателей. От показателей нагрузки зависит то, насколько сильно влияет реакция якоря на работоспособность синхронной машины.
Чтобы оценить реакцию якоря на синхронную машину необходимо рассмотреть вариант функционирования генератора при больших его нагрузках. 
На фото изображены все типы нагрузок. На изображении «А» – активная. Видно, что в данный промежуток времени ротор будет находиться в вертикальном положении, а значит max. ЭДС E0 в фазной обмотке. Поскольку ЭДС одинакова по фазе, то показания max. тока будут такими же. На графике видно, что магнитодвижущая сила якоря направлена перпендикулярно магнитодвижущей силе возбуждения.
На изображении «Б» – индуктивная. При такой нагрузке ток статора проигрывает по фазе на 90 градусов. Чтобы были достигнуты максимальные показатели необходимо чтобы был произведен поворот ротора вперед на 90 градусов.
На изображении «В» – емкостная. В такой ситуации ток статора впереди по фазе ЭДС Е0 на 90 градусов. Это говорит о том, что максимальных показателей он достигнет намного раньше, чем ЭДС.