Как указывалось, реактивной машиной называется явнополюсная синхронная машина, работающая без возбуждения постоянным током (при Е₀ = 0). В такой машине электромагнитный вращающий момент получается из-за различия x_d и x_q [см. (4-77)].

Можно представить себе, что этот момент, называемый реактивным или «моментом явнополюсности», создается вследствие намагничивания ротора вращающимся магнитным полем и стремления полюсов ротора ориентироваться относительно поля так, чтобы магнитные сопротивления для его индукционных трубок были наименьшими.

Можно также объяснить возникновение реактивного момента в явнополюсной машине, исходя из закона электромагнитных сил. Для этого обратимся к рис. 4-86 и будем считать, что ротор вращается с синхронной частотой, т. е. с такой же частотой, как и н.с. F_а статора.

Рис. 4-86. К объяснению возникновения реактивного момента в явнополюсной машине (режим двигателя).

Примем распределение н.с. F_a статора по его окружности синусоидальным, так же как и статорных токов i, создающих ее. Электромагнитный момент в данном случае может возникнуть только в результате взаимодействия первой гармоники поля с токами статора, так как значения моментов от взаимодействия высших гармоник поля с токами статора (синусоидально распределенными) равны нулю. Чтобы найти первую гармонику поля машины, заменим F_a ее продольной F_d и поперечной F_q составляющими (рис. 4-86,а).

На рис. 4-86,б показаны кривые: продольного B_d и поперечного B_q полей, их первых гармоник B_d1 и B_ql и первой гармоники B₁ результирующего поля; здесь же снова показана кривая распределения токов i статора. На рисунке мы видим, что кривая токов i и кривая поля B₁ сдвинуты между собой на угол, больший 90°; поэтому среднее значение электромагнитных сил, действующих на статор, не равно нулю (см § 3-13,а; рис 3-42). Следовательно, возникает электромагнитный момент М_р, действующий на статор, и точно такой же момент М_р, действующий на ротор, но в противоположную сторону. Этот момент и есть реактивный момент.

Если бы мы имели равномерный воздушный зазор, то кривая поля машины совпадала бы с кривой F_a и сдвиг между нею и кривой токов i был бы равен 90° (рис. 4-86,а). При таком сдвиге среднее значение тангенциальных электромагнитных сил было бы равно нулю, а следовательно, и электромагнитный момент был бы равен нулю. В машине с равномерным воздушным зазором электромагнитный момент при синхронной частоте вращения может получиться только при возбуждении машины постоянным током, так как только в этом случае получается сдвиг между кривыми поля и токов статора, отличающийся от 90°.

Реактивная машина получает намагничивающий ток от другой (или других) синхронной машины, параллельно с которой она должна работать. Очевидно, что этот ток является отстающим по отношению к напряжению сети, так же как и в случае недовозбужденной синхронной машины.

Векторную диаграмму реактивной машины можно получить из соответствующей диаграммы явнополюсной машины, положив в ней E₀ = 0. На рис. 4-87 приведены диаграммы реактивной машины: а) для генератора; б) для двигателя.

Рис. 4-87. Векторные диаграммы реактивной машины.
a — генератора, б — двигателя.

Вверх

Глава 5