СсиоБИОй или полезный поток машины Фа{ см. рис. П.1,«), на-правленный по продольной оси полюсов, со.здается током обмотки возбуждения. При холостом ходе машины потоком Фа создается э. д. с, холостого хода обмотки статора Eg. Магнитная цепь, по которой замыкается основной поток, проходит по стали ротора, воздушному зазору машины и ярму статора. Некоторая часть потока полюсов не проникает в статор, а замыкается в воздушном. пространстве и стали полюсов. Эта часть потока возбуждения имену-

Рис. П1. Трехфазное к. з. в симметричной цепи.

о -Магнитные потоки синхронной машины для установившегося режима: б-распределение потоков для определения расчетной э. д. с.

ется потоком рассеяния ротора Ф.в Полный поток возбужденля равен.сумме потоков Ф<1 и Фд g .

В режиме нагрузки по обмотке статора (якоря) проходит ток, вызывающий образование магнитного поля якоря. Воздействие поля . якоря на основное поле обмотки возбуждения называют реакцией якоря. . .

В зависимости от угла сдвига между э.-д. с, и током статора действие реакции якоря на поле машины будет ра.зличным. В частном

случае при угле сдвига «ряЭО", принятом для изображения магннт-

ных полей на рис. П-1, током статора создается продольный магнитный поток реакции якоря Фо.л, направленный встречно основному потоку Фл

Помимо потока реакции якоря, обмоткой статора создается поток рассеяния Ф,,, не попадающий в полкусы и сцепленный только с обмоткой статора. - "

Основной магнитный поток Фсь поток.рассеяния ротора Ф.в" . и поток реакции якоря Фо,а в сумме составляют результирующий наг-

.. 133

нитный поток, пронизывающий обмотку возбужде1р1я Фв. Очевидно, что

Магнитный поток, сцепленный с обмоткой статора Фй-Фв.* равный потоку в воздушном зазоре машины Фд, создает в обмотке статора э.д.с. При условии пренебрежения активным сопротивлением обмотки статора э.д.с. больше напряжения иа зажимах генератора на значение падения напряжения от тока статора в индуктивном сопротивлении рассеяния статорной обмотки а:д,Индуктивное падение напряжения в обмотке статора пропорционально потоку рассеяния статора Ф„,

Рассмотрим процесс возникновения К.з. и взаимодействие потоков статора и ротора при нарушении режима.

Однако предварительно отметим, что при анализе учитывается только одна слагакэщая действительного тока к.з. - периодическая.. Как известно (§ 2), другая слагающая - апериодическая в момент к.з, обеспечивает значение тока в цепи равным току предшествующего режима. Ра.здельное рассмотрение слагающих тока к.з. допустимо при отсутствии насыщения магнитной системы синхронной машины (см. §l 5).

В момент возникновения к. з. за счет увеличения периодического тока статора возрастает поток реакции якоря Фо,в, действующий встречно по отношению к основному потоку Фа.

Но поскольку обмотка ротора обладает индуктивностью, то мгновенного изменения потока, сцепленного с ней, произойти не может. По закону постоянства потокосцеплеиий в цепи возбуждения под влиянием э.д.с. самоиндукции возникает свободный апериодический ток, направленный согласно с током -обмотки возбуждения. Этот ток создает добавочный магнитный поток, усиливающий полезный поток полюсов Фа, и, кроме того, вызывает увеличение потока рассеяния ротора Ф,,,»- сумме приращения потоков Фд и Ф составляют увеличение полного потока возбуждения Фв, которое равняется приращению потока реакции якоря Ф/л. Обозначив приращение греческой буквой Д, получим:

Дфд = Д(ф + ф„,в) = ДФа.й. .1)

В итоге результирующий поток .обмотки возбуждения Фв (см. выше) остается без изменения.

Благодаря рассеянию ротора поток в воздушном зазоре машины Ф =Фй-Фа,< и создаваемая им э.д.с.

Е 6 уменьшаются по сравнению с предшествующими значениями так как приращение потока AФd по выражению (П.1) меньше приращения ДФя.й на величину ДФо.в-

Поскольку первоначальной причиной уменьшения потока Фд и 9. д. с. £д является воздействие реакции якоря на иоле машины при К.З., то это свидетельствует о завнсимости э.д.с, £5от нско-

134 "

мого тока повреждения. Таким образом, э. д. с. £5 и, индуктивное сопротивление рассенния статора хоне могут быть использованы в качестве расчетных величин для определения тока к.з., и поэтому возникает необходимость введения других специальных расчетных понятий.

Картина магнитных потоков для определения расчетной э.д.с. показана на рис. П. 1,6. Здесь поток реакции якоря Фо,<1 условно разделен на две составляющие; поток Фо.й-Ф» проникающий в ротор, и поток Ф дф замыкающийся по пути прохождения основного потока и путям рассеяния обмотки возбуждения. Результирующие потОкосцепления статора и ротора при этом остались неизменными.

Как видно из рис. П. 1,6 поток Ф сцеплен только С обмоткой статора. Величина потока Ф пропорциональна периодическому току статора и индуктивным сопротивлениям основного потока ха,а и рассеяния ротора х„ сложенным пара.члельно:

Полезный поток ротора Ф<1 и часть потокаеакции. якоря Фа.й- -Фд,, образуют результирующий поток ротора Ф , пронизывающий обметку статора, и дают потокосцепление со статором, Ч, равное =Wd-(Wai- ,), сохраняющее свое значение при нарушениях режима. Постоянство потокосцепления определяется тем, что приращение потока реакции якоря Д(Фо,а-Ф) полностью возмещается приращением полезного потока возбуждения ДФа т. е. . .

Из (П.1) следует, >jto Д(Фо,а--Фов)"®"! сравнивая левые

части равенств (П.2) и получи1вое из выражения (П,1), видим, что

. Дф =Дф . Отсюда следует, что Д{Ф -Ф )=0, т. е. при а,а о,в о.в а,а

изменении режима приращение потока рассеяния ротора (см. рис П.1, б) равно нулю и не сказывается на значении потокосцеплении

, Значит, при заданных условиях обеспечивается независимость потокосцепления Ч от рассеяния ротора.

Из курса электротехники известно, что э. д. с. пропорциональна потокосцепленню. Электродвижущую силу, создаваемую в обмотке статора потокосцеплением W, также сохраняющую свое значение

* Ввиду достаточной сложности, доказательство }>авенства. не приводится.

135