Смешанная нагрузка

При активно – индуктивной нагрузке вектор МДС якоря отстает от вектора ЭДС на угол 0< <90⁰ (рис. 2.16, а).

Разложим вектор МДС якоря на две составляющие, продольную и поперечную для активно – индуктивной и активно – емкостной нагрузок (рис. 2.16).

а) б)

Рис. 2.16. Реакция якоря при смешанной нагрузке:

а) активно – индуктивная нагрузка;

б) активно – емкостная нагрузка

Поперечная составляющая – реакция якоря по поперечной оси - пропорциональна активной составляющей тока нагрузки , т.е.

, (2.47)

а продольная составляющая – реакция якоря по продольной оси машины – пропорциональна реактивной составляющей тока якоря , тогда

(2.48)

При этом если реактивная составляющая тока нагрузки отстает по фазе от ЭДС (нагрузка активно – индуктивная), то МДС размагничивает генератор, если же реактивная составляющая тока нагрузки опережает по фазе ЭДС (нагрузка активно – емкостная), то МДС подмагничивает генератор.

Магнитодвижущие силы и создают в магнитопроводе синхронной машины магнитные потоки реакции якоря.

Для основных гармоник этих потоков:

- по продольной оси

(2.49)

- по поперечной оси

(2.50)

где - магнитные сопротивления синхронной машины потокам основной гармоники по продольной и поперечной осям соответственно.

В неявнополюсной машине воздушный зазор по периметру расточки равномерен поэтому магнитные сопротивления по продольной и поперечной осям одинаковы ().

Магнитные потоки реакции якоря наводят в обмотке статора ЭДС реакции якоря:

- по продольной оси

(2.51)

- по поперечной оси

(2.52)

где - индуктивное сопротивление реакции якоря, которое является главным индуктивным сопротивлением обмотки статора:

(2.53)

Здесь - внутренний диаметр сердечника статора;

- расчетная длина сердечника статора;

- воздушный зазор.

В явнополюсных синхронных машинах магнитные сопротивления потокам основной гармоники по продольной и поперечной осям не одинаковы ( > )

; (2.54)

; (2.55)

где - магнитное сопротивление неявнополюсной машины.

Эта неравномерность сказывается и на ЭДС реакции якоря и учитывается коэффициентами формы поля и :

; (2.56)

(2.57)

где - индуктивные сопротивления реакции якоря явнополюсной синхронной машины.

по продольной оси

; (2.58)

по поперечной оси

; (2.59)