Электродвижущая сила обмотки синхронного генератора
При вращении ротора возбужденной синхронной машины магнитный поток пересекает активные стороны секций обмотки статора (якоря) и индуцирует в них переменную ЭДС.
При этом ЭДС синхронного генератора характеризуется тремя основными параметрами: частотой, величиной (действующим значением) и формой кривой.
Как следует из формулы (7.1), частота ЭДС определяется выражением
Г=рп/6 0. (7.2)
Заданное значение частоты ЭДС, например 50 Гц, обеспечивается постоянством скорости вращения п ротора. Поэтому все синхронные генераторы вращаются со строго постоянной скоростью вращения.
Необходимая величина ЭДС генератора обеспечивается соответствующим значением тока возбуждения, как и в машинах постоянного тока.
ЭДС проводника. Будем считать, что магнитная индукция под полюсом распределяется по синусоидальному закону. Тогда мгновенное значение индуцированной в проводнике ЭДС
где / — активная длина проводника, м; у — скорость движения проводника, м/с (здесь имеется в виду относительная скорость движения проводника); Вх — величина магнитной индукции в месте нахождения проводника для данного момента времени.
Определим действующее значение ЭДС в проводнике. Как известно из теории переменных токов,
Епр = кеЕпрср, (7.3)
где ке — коэффициент формы кривой ЭДС (для синусоидальных кривых коэффициент формы ке= 1,11); Епрср — среднее значение ЭДС, равное
Епрср = ЕВср, (7.4)
Рис. 7.2. Распределение магнитной индукции на полюсном делении
где Вср — среднее значение индукции на одном полюсном делении т (рис. 7.2).
Пусть — диаметр расточки статора (якоря) и у — скорость движения ротора (или проводника относительно ротора), тогда
(7.5)
Подставив это значение в формулу (7.4), получим
Дірср=2т/7Яср=2/Ф, (7.6)
где т 1Вср = ф — поток на полюс.
Следовательно,
Еир= 1,1Г2/Ф=2,22/Ф. (7.7)
ЭДС витка. Два проводника, соединенные последовательно, образуют виток, таким образом
Ет = 2 Епр = 4,44/Ф. (7.8)
ЭДС обмотки. Обмотка синхронного генератора состоит из большого количества витков м?, поэтому
Е= 4,44Ду?обФ, (7.9)
где к0б = 0,9—0,92 — обмоточный коэффициент, показывающий уменьшение ЭДС обмотки за счет выполнения ее равномерно распределенной по окружности статора (якоря) и с укороченным шагом (у < т).
