Магнитное поле обмотки якоря синхронной машины

При работе под нагрузкой магнитное поле в зазоре синхронной машины создается МДС обмотки возбуждения и МДС обмотки якоря. Основную роль в процессе преобразования энергии играет основная гармоническая индукции поля в зазоре, которую называют полем взаимной индукции. Точный расчет этого поля с учетом насыщения магнитной цепи и конструктивного исполнения ротора является весьма сложной задачей.

Поэтому при допущении о бесконечно большой проницаемости стальных участков поле взаимной индукции может быть представлено как сумма основных гармонических полей созданных МДС обмотки возбуждения и основной гармонической МДС обмотки якоря.

Магнитное поле обмотки якоря можно представить в виде суммы двух полей, созданных продольной составляющей МДС обмотки F_d, ось которой совпадает с осью полюса d, и поперечной составляющей F_q, ось которой совпадает с осью межполюсного пространства:

Продольная и поперечная составляющие тока якоря:

где ψ – угол между ЭДС E _f и током якоря I.

В зависимости от режима нагрузки продольная система токов I_1d может быть намагничивающей (рис. 24.52, в) или размагничивающей.

Поле от продольной составляющей МДС якоря характеризуется коэффициентом формы поля по продольной оси, который равен отношению основной гармоники индукции от продольной МДС к амплитуде индукции от этой МДС:

.

Поле от поперечной составляющей МДС якоря характеризуется коэффициентом формы поля по поперечной оси, который равен отношению основной гармоники индукции от поперечной МДС якоря к амплитуде индукции от этой МДС:

.

Для неявнополюсной машины:

.

Магнитодвижущая сила обмотки якоря F_a, ее продольная и поперечная составляющие F_d, F_q отличаются по форме от МДС обмотки возбуждения F_f. Магнитодвижущая сила якоря распределена по поверхности якоря синусоидально; распределение МДС возбуждения значительно отличается от синусоидального. Это затрудняет сложение МДС якоря и МДС возбуждения при расчете режимов работы машины. Поэтому для упрощения расчетов синусоидальные МДС якоря заменяются эквивалентными МДС обмотки возбуждения, определенными из условия сохранения основных гармонических индукции в зазоре и ЭДС обмотки якоря.

МДС обмотки возбуждения, эквивалентная МДС обмотки якоря по продольной оси:

где — коэффициент реакции по продольной оси.

МДС обмотки возбуждения, эквивалентная МДС обмотки якоря по поперечной оси:

где — коэффициент реакции по поперечной оси.

Обычно , .

Для неявнополюсной машины МДС обмотки якоря, эквивалентная МДС обмотки возбуждения:

где — коэффициент формы поля возбуждения.

Дата добавления: 2014-01-04