Среднее профессиональное образование а. В. Грищенко, В. В. Стрекопытов электрические машины и преобразователи подвижного состава

5.5. Реакция якоря синхронной машины. 
Магнитный поток в синхронных машинах создается совместным действием 
магнитодвижущих сил системы возбуждения и статора. Если синхронный генератор 
работает вхолостую, т.е. при разомкнутой обмотке статора, то общий магнитный поток в 
машине Ф = Ф
в
, где Ф
в
– поток, создаваемый МДС системы возбуждения. При нагрузке 
генератора на общий магнитный поток оказывает влияние магнитный поток, создаваемый 
током в обмотке статора. Взаимодействие этих полей носит название реакции якоря. В 
отличие от синхронных в асинхронных машинах благодаря трансформаторной связи между 
обмотками статора и ротора размагничивающее действие ротора («реакция якоря») 
автоматически компенсируется увеличением МДС статора. За счет этого результирующий 
магнитный поток асинхронной машины при изменении нагрузки остается примерно 
постоянным. В синхронном генераторе реакция якоря зависит не только от величины 
нагрузки или тока в статоре, но и от рода нагрузки, т.е. от угла сдвига фаз между 
напряжением и током, и эта зависимость более сильная. При обычной индуктивной нагрузке 
ток отстает по фазе от ЭДС и достигает своего максимума в проводнике статора уже после 
того, как середина полюса прошла мимо этого проводника (рис. 5.7), т.е. когда ротор уже 
прошел положение, соответствующее максимуму ЭДС. Угол φ равен углу сдвига фаз между 
ЭДС и током в статоре. Конфигурация потока реакции якоря зависит от распределения тока 
в проводниках статорной обмотки. Теперь ось потока реакции якоря не перпендикулярна оси 
потока возбуждения, а образует с ней угол α = 90° + φ, который остается неизменным при 
вращении ротора. Реакция якоря оказывает влияние на рабочие характеристики синхронной 
машины, так как изменение магнитного поля в машине сопровождается изменением ЭДС, 
наведенной в обмотке статора, а следовательно, и изменением ряда других величин, 
связанных с этой ЭДС.
Рис. 5.7. Магнитное поле реакции якоря. 
(положение ротора соответствует максимуму тока в фазе 1) 
В принципе, реакция якоря синхронных машин аналогична реакции якоря в машинах 
постоянного тока. Однако если в машинах постоянного тока влияние реакции якоря на 
рабочие свойства машины зависит исключительно от величины нагрузки, то в синхронных 
машинах это влияние определяется еще и характером нагрузки. Синхронные генераторы, как 
правило, работают на смешанную нагрузку (активно-индуктивную или активно-емкостную). 
Но для выяснения вопроса о влиянии реакции якоря на работу синхронной машины 
целесообразно рассмотреть случаи работы генератора при нагрузках предельного характера, 
т. е. чисто активной, чисто индуктивной и чисто емкостной. 

---

66 / 203