Определение МДС реакции якоря

Для определения МДС обмотки возбуждения, необходимой для создания нужного потока при нагрузке, необходимо учитывать влияние реакции якоря. Амплитуда первой гармоники МДС реакции якоря при токе .

. (10.90)

Для количественного учета влияния реакции якоря на магнитное поле машины обычно МДС разлагают на две составляющие: продольную , максимум которой совпадает с осью полюсов, и поперечную , максимум которой совпадает с осью, проходящей через середину межполюсного пространства. Угол является углом между током и ЭДС . Магнитодвижущие силы якоря и обмотки возбуждения имеют различное пространственное распределение, и поэтому одинаковые их значения создают различные потоки. Для удобства совместного рассмотрения одну из МДС необходимо привести к другой. Так как обычно при расчетах используется характеристика холостого хода, то целесообразно МДС якоря привести к прямоугольной МДС обмотки возбуждения. Для этого и заменяются эквивалентными МДС обмотки возбуждения и . Эквивалентные МДС и определяют исходя из того, чтобы потоки первой гармоники, создаваемые ими, были соответственно равны потокам первой гармоники от МДС и . При переходе от и к и вводят коэффициенты и [6].

(10.91)

Коэффициенты и зависят от отношений, и . Они могут быть найдены из рис. 10.24.

Рис. 10.24. Кривые для определения коэффициентов и :

а — при ; б — при ; в —

В ненасыщенной машине можно принимать, что продольное и поперечное поля существуют независимо и не оказывают взаимного влияния друг на друга. При наличии насыщения такое допущение может внести в расчет погрешности. Однако учет взаимного влияния продольного и поперечного потоков в насыщенной машине связан с большими трудностями и может быть сделан приближенно.

На основе анализа магнитных полей в синхронных машинах при нагрузке и насыщении были определены коэффициенты и (рис. 10.25), на которые нужно умножить МДС и , чтобы получить соответствующие их значения и при учете насыщения. Эти коэффициенты получены в функции , т. е. отношения суммы магнитных напряжений воздушного зазора, зубцов и спинки статора к магнитному напряжению воздушного зазора. Коэффициенты и получены для машин с равномерным воздушным зазором, а и — для машин, у которых зазор изменяется согласно уравнению

, (10.92)

где — расстояние от оси полюса до рассматриваемой точки.

Коэффициенты и можно с некоторым приближением применить и для машин, у которых .

Рис. 10.25. Зависимость коэффициентов и от

Как известно, поперечная реакция якоря вызывает ослабление поля под одним краем полюса и усиление его под другим. В ненасыщенной машине результирующий поток полюса при этом не изменяется. При насыщении магнитной цепи увеличение потока под одним из краев полюса происходит в меньшей мере, чем ослабление под другим, и результирующий поток (его первая гармоника) уменьшается. Для компенсации размагничивающего действия поперечной реакции якоря необходимо увеличивать МДС обмотки возбуждения на .

При равномерном воздушном зазоре можно определить по формуле

, (10.93)

а при зазоре, изменяющемся по (10.92), — по формуле

. (10.94)

На рис. 10.25 даны зависимости и от отношения .

Количественный учет реакции якоря при определении МДС обмотки возбуждения производится с помощью векторных диаграмм (см. § 10.14) [6].