Реакция якоря синхронной машины

Реакция якоря синхронной машины
Под реакцией якоря в синхронных машинах понимают воздействие магнитного поля статора (якоря) на магнитное поле ротора. Реакция якоря оказывает сильное влияние на все электромагнитные процессы в машине. Явление реакции по определению связано с магнитным полем статора, поэтому характер и степень влияния реакции определяется током статора, т.е. нагрузкой машины.
Р ассмотрим этот процесс на примере синхронного генератора. Изобразим вращающееся магнитное поле ротора вектором . При вращении оно пересекает неподвижные проводники обмоток статора и наводит в них ЭДС  , отстающую от потока  на  . Ток статора  создает магнитный поток статора  , совпадающий с ним по направлению. В зависимости от характера нагрузки ток статора может иметь фазовый сдвиг по отношению к ЭДС  в пределах  .
При чисто активной нагрузке (R) ток  и магнитный поток  статора совпадают по фазе с  и результирующий магнитный поток машины  оказывается смещенным относительно потока ротора  на некоторый угол в сторону запаздывания. В результате смещения потока магнитное поле ослабляется под набегающими краями полюсов ротора и усиливается под сбегающими. Несмотря на то, что в результате смещения сбегающие края полюсов подмагничиваются, результирующее поле машины ослабляется, т.к. из-за насыщения полюсов в зоне подмагничивания оно проявляется слабее, чем размагничивание на набегающих краях. В целом при активной нагрузке магнитное поле ослабляется и деформируется.
При чисто индуктивной нагрузке (L) ток статора и магнитный поток отстают от ЭДС  на  . Поток статора  оказывается направленным встречно по отношению к потоку ротора  и сильно размагничивает машину. Однако, в отличие от активной нагрузки, искажения поля за счет смещения потока не происходит.
При чисто емкостной нагрузке (C) ток статора и магнитный поток опережают ЭДС на  и поле в машине усиливается потоком реакции, направленным согласно с потоком ротора. Искажения поля в этом случае также не происходит, а усиление поля вследствие насыщения оказывается выраженным слабо.
В случае активно-реактивной нагрузки (RL и RC) поток статора оказывается смещенным на угол меньший, чем  , в сторону запаздывания или опережения. В этом случае магнитный поток статора  , можно разложить на продольную  и поперечную  составляющие. Продольная составляющая будет оказывать при RL нагрузке размагничивающее действие, а при RC нагрузке – подмагничивающее. Поперечная составляющая будет вызывать деформацию поля, аналогичную деформации при активной нагрузке.
Таким образом реакция якоря в синхронной машине изменяет величину и направление магнитного потока, в отличие от асинхронной машины, у которой  . Негативное влияние реакции якоря в синхронных машинах снижают увеличением рабочего зазора.
Магнитный поток  вызывает искажение магнитного поля ротора, которое проявляется в статоре в виде ЭДС  . Так как поток  линейно связан с током статора  , то эту ЭДС можно представить в комплексной форме через некое индуктивное сопротивление в виде  .