同步发电机的电枢反应

在前面讨论已知，同步发电机转，并接上三相对称负载后，定子绕组中会产生三相对称电流，及兰相旋转磁场，此磁场称为电枢磁场。这样在气隙中就同时存在着两个旋转磁场，一个是由直流励磁电流产生的转子主磁场，另一个则是电枢磁场。这两个磁场以相同的转速，相同的方向旋转，两者之间没有相对运动。它们叠加在一起形成同步发电机气隙中的合成磁场这时同步发电机的感应电势是由气隙中的合成磁场感应产生的。因此，定子绕组电势不仅决定于转子磁场的强弱，而且还受电枢磁场的影响。由此可知，当同步发电机接负载运行时，由于电枢磁场的出现，气隙中的磁场由空载时的主磁场（磁极磁场）变为合成磁场，无论大小和位置都发生了变化，这种现象称为电枢反应。如果发电机所接的负载性质不同，那么定子绕组中的电流和电势的相位也不同，所以同步发电机电枢反应的程度不仅和定子电流大小有关，而且与负载性质有关。

下面以四种负载的不同情况，进一步来分析同步发电机的电枢反应。

1.纯电阻性负戏时的电枢反应

为便分析说同题，设定每相绕组只由一匝组成，一相绕组对称布置，励磁绕组磁势F₁在空间按正弦分布。在发动机的带动下，以同步转速按逆时针方向旋转.

旋转的主磁场将在定子三相绕组中产生三相对称的感应电势E_O，中转子所画位置瞬间，A相绕组内的感应电势最大，电势方向用右手定则确定。其三相感应电势的向量图。由于接的是纯电阻性负载，电流和电势同相位，即u=0，因此，三相定子绕组各导体中的电流方向与电势方向一致，此时A相电流也达到最大值,同时表示电势和电流的方向。根据绕组中电流方向可以判断电枢旋转磁场磁势轴线的方向与转子磁极轴线相垂直。又由于电枢磁场与转子磁场都以同步转速n₁旋转，因此，它们之间的相对位在任一瞬间都维持不变。电枢磁势F_S在空间总是滞后于励磁磁势，两者相叠加，得合成磁势声F_R。

由此可知，当发电机接纯电阻性负载时，F_S的轴线与F_f的轴线互相垂直，故称为横轴（或交轴）电枢磁势。由它产生的电枢反应叫做横轴电枢反应。电枢反应的结果，不但使气隙中的合成磁势F_R的轴线方向逆转子旋转方向偏转一个角度θ，而且因转子磁极的前一半（即前极端）被电枢磁极削弱，转子磁极的后一半（即后极端）被电枢磁加强。主磁极半边增强半边减弱，在发电机铁心未饱和时，增加的磁通等于减少的磁通，使总的合成磁通保持不变。但是，通常同步发电机在正常运行时，其磁路总是呈饱和状态的，因而就使得磁路增加的磁通稍小于减少的磁通，使总的合成磁通稍有减少，然而，更主要的是使主磁场发生琦变（即歪扭），使同步发电机造成一定的影响。

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