Reakcia armatúry v synchrónnom stroji
Vplyv prúdenia armatúry (statora) na tok produkovaný pólami poľa rotora sa nazýva Reakcia armatúry, Keď prúd tečie cez armatúrunavíjanie alternátora, výsledný MMF vytvára tok. Tento tok kotvy reaguje s prúdom hlavného pólu, čo spôsobuje, že výsledný tok sa stane buď menším alebo väčším ako pôvodný tok hlavného poľa.
Pre jednoduchosť uvažujeme a 3-fázový, 2-pólový alternátor zobrazené na obrázku nižšie.
Predpokladá sa, že vinutie každého pólu jeKoncentrácia armatúry bude rovnaká, ako keby boli použité aj distribuované vinutia. Reakcia kotvy v synchrónnom stroji ovplyvňuje tok hlavného poľa a mení sa odlišne pre rôzne výkonové faktory.
Reakcia kotvy je tu diskutovaná pre tri podmienky, menovite účinník jednoty, zaostávanie nulového účinníka a vedúci faktor nulového výkonu. účinník môže byť definovaný ako kosínus uhla medzi fázovým prúdom kotvy a indukovaným EMF v vodiči kotvy v tejto fáze.
Reakcia armatúry na jednotkový výkonový faktor
Smer otáčania rotora jeuvažované v smere hodinových ručičiek. Použitím pravého pravítka je možné nájsť smer indukovaného emf v rôznych vodičoch. Smer otáčania vodičov je vzhľadom na póly rotora braný proti smeru hodinových ručičiek.
Predpokladajme, že alternátor napája prúd pri jednotnom účinníku. Fázový prúd INa, JaBa jaC bude vo fáze s ich príslušnými generovanými napätiami, t.j.NaEBa EC ako je znázornené na obrázku nižšie.
Pozitívny smer tokov ϕNa, ϕB, ϕC sú zobrazené na obrázku nižšie.
na t = 0, okamžité hodnoty prúdov a tokov sú dané nižšie uvedenou rovnicou.
Tam, kde dolný index m označuje maximálne hodnoty prúdu a toku. Teda tok ϕNa je pozdĺž OA a tokov ϕB a ϕC sú negatívne a pôsobia proti sebereprezentované OB a OC, ako je znázornené na obrázku nižšie. Výsledok tokov možno nájsť horizontálnym a vertikálnym rozlíšením tavidiel.
Podobne sa riešime pozdĺž vertikálneho smeru
Výsledný reakčný tok kotvy je daný
Ak sa rotor otáča o 30 stupňov v smere hodinových ručičiek, je znázornený príslušný fázorový diagram.
V okamihu, keď ωt = 30⁰, okamžité hodnoty prúdov a tokov sú uvedené ako
Priestorový diagram pre toky pri ωt = 30⁰ je uvedený nižšie.
Tu, φB = 0, Výsledný reakčný tok kotvy je daný rovnicou uvedenou nižšie.
Smer výsledného toku ϕAR je pozdĺž OD, čo vytvára uhol s horizontálou v smere hodinových ručičiek.
Preto sa pozoruje, že výsledný tok ϕAR nastavený prúdom v armatúre zostáva konštantný v rozsahu 1,5 ϕm a otáča sa synchrónnou rýchlosťou. Keď je prúd vo fáze s indukovaným napätím, reakčný tok kotvy ϕAR zaostáva za hlavným poľom o 90⁰. Toto sa volá Cross Magnetizing Flux.
Reakcia armatúry pri zaostrovacom výkonovom faktore
Ak je alternátor zaťažený indukčným zaťažením s nulovým účinníkom. Fázový prúd INa, JaB a jaC bude zaostávať s príslušnými fázovými napätiami ENaEB a EC o 90 °. Nižšie uvedený obrázok znázorňuje fázorový diagram reakcie kotvy pri oneskorenom zaťažení.
V čase t = 0, okamžité hodnoty prúdov a tokov sú dané
Na priestorový diagram magnetických tokov.
Výsledný tok ϕAR je daná rovnicou uvedenou nižšie.
Smer reakčného toku kotvy je opačný ako hlavný tok poľa. Preto sa bude brániť a oslabovať hlavný tok poľa. Hovorí sa, že je demagnetizovaný.
Reakcia armatúry na činiteľ hlavného výkonu
Ak je alternátor zaťažený záťažou s nulovým účinníkom. Fázové prúdy INa, JaB a jaC budú viesť príslušné fázové napätia ENaEB a EC o 90 °. Nižšie je znázornený fázorový diagram.
V čase t = 0 sú okamžité hodnoty prúdov a tokov dané rovnicami uvedenými nižšie.
Smer toku je znázornený nižšie vo fázovom diagrame.
Výsledný tok je daný nasledujúcou rovnicou.
Príroda reakcie armatúry
Nasledujúci záver je uvedený nižšie.
- Reakčný tok kotvy je konštantný a otáča sa synchrónnou rýchlosťou.
- Reakcia kotvy je krížová magnetizácia, keď generátor dodáva záťaž pri jednotkovom účinníku.
- Keď generátor dodáva záťaž, pri oneskorenom výkone, reakcia kotvy je čiastočne demagnetizujúca a čiastočne krížová magnetizácia.
