Реакция на якор в алтернатори

Определение реакции якоря

Реакция якоря в альтернаторе определяется как влияние магнитного поля якоря на основное магнитное поле альтернатора или синхронного генератора.

 Взаимодействие магнитных полей

Когда якорь несет ток, его магнитное поле взаимодействует с основным полем, вызывая либо искажение (перекрестное намагничивание), либо уменьшение (размагничивание) потока основного поля.

Влияние коэффициента мощности

При единичном коэффициенте мощности угол между током якоря I и индуцированным ЭДС E равен нулю. Это означает, что ток якоря и индуцированное ЭДС находятся в одной фазе. Однако теоретически известно, что ЭДС, индуцируемое в якоре, обусловлено изменением основного магнитного потока, связанного с проводниками якоря.

Так как поле возбуждается постоянным током, основной магнитный поток остается постоянным относительно магнитов поля, но он будет переменным относительно якоря, так как существует относительное движение между полем и якорем в альтернаторе. Если основной магнитный поток альтернатора относительно якоря можно представить как

Тогда индуцированное ЭДС E в якоре пропорционально dφf/dt.

Из этих уравнений (1) и (2) следует, что угол между φf и индуцированным ЭДС E будет 90^o.

Теперь, поток якоря φa пропорционален току якоря I. Следовательно, поток якоря φa находится в одной фазе с током якоря I.

Снова при единичном электрическом коэффициенте мощности I и E находятся в одной фазе. Поэтому при единичном коэффициенте мощности φa находится в фазе с E. В этом случае поток якоря находится в фазе с индуцированным ЭДС E, а поток поля находится в квадратуре с E. Следовательно, поток якоря φa находится в квадратуре с основным потоком поля φf.

Так как эти два потока перпендикулярны друг другу, реакция якоря альтернатора при единичном коэффициенте мощности является чисто искажающей или перекрестно-намагничивающей.

Поскольку поток якоря толкает основной поток поля перпендикулярно, распределение основного потока под полюсом не остается равномерным. Плотность потока под отстающими полюсными концами увеличивается, а под опережающими — уменьшается.

Отстающие и опережающие нагрузки

При опережающем коэффициенте мощности ток якоря "I" опережает индуцированное ЭДС E на угол 90o. Снова, мы показали, что поток поля φf опережает индуцированное ЭДС E на 90o.

Снова, поток якоря φa пропорционален току якоря I. Следовательно, φa находится в фазе с I. Следовательно, поток якоря φa также опережает E на 90o, так как I опережает E на 90o.

Так как в этом случае и поток якоря, и поток поля опережают индуцированное ЭДС E на 90o, можно сказать, что поток поля и поток якоря направлены в одном направлении. Следовательно, результирующий поток является простой арифметической суммой потока поля и потока якоря. Следовательно, в конце концов, можно сказать, что реакция якоря альтернатора при чисто опережающем электрическом коэффициенте мощности является намагничивающего типа.

Эффект единичного коэффициента мощности

• Поток реакции якоря имеет постоянную величину и вращается с синхронной скоростью.

• Реакция якоря является перекрестно-намагничивающей, когда генератор питает нагрузку при единичном коэффициенте мощности.

• Когда генератор питает нагрузку при опережающем коэффициенте мощности, реакция якоря частично размагничивает и частично перекрестно-намагничивает.

• Когда генератор питает нагрузку при опережающем коэффициенте мощности, реакция якоря частично намагничивает и частично перекрестно-намагничивает.

• Поток якоря действует независимо от основного потока поля.