Что такое реакция якоря и как зависит напряжение на зажимах синхронного генератора от нагрузки?

Под реакцией якоря понимают явление воздействия магнитного поля, создаваемого током якоря (ротор), на магнитное поле главных полюсов(статор).

При холостом ходе генератора магнитное поле образовано только главными полюсами. Оно симметрично относительно оси полюсов и его ось совпадает с осью полюсов. Когда генератор работает с нагрузкой, по обмотке якоря протекает ток, который создает свое магнитное поле, называемое полем якоря. Ось магнитного поля якоря совпадает с линией, соединяющей щетки, т.е. с геометрической нейтралью, и перпендикулярна оси главных полюсов. При вращении якоря распределение тока в проводниках якоря остается неизменным и поле якоря — неподвижным в пространстве. Индукция этого поля пропорциональна току в якоре.

При работе генератора с нагрузкой поле якоря накла­дывается на поле полюсов. В генераторе создаётся результирующее поле, повернутое по направлению вращения якоря на некоторый угол у относительно поля главных полюсов. Физическая нейтральная линия оказывается повернутой на тот же угол у относительно геометрической нейтральной линии. При изменении нагрузки индукция поля якоря изменяется, изменяется и уголу.

Физическая нейтраль — линия, проходящая через центр якоря и проводники обмотки якоря, в которых индуцируемая результирующим магнитным потоком э. д. с. равна нулю, поворачивается на угол а по отношению к геометрической нейтрали (в сторону опережения у генераторов, в сторону отставания — у двигателей). При холостом ходе физическаянейтраль совпадает с геометрической.

Геометрическая нейтраль п - п - линия, перпендикулярная оси полюсов и разделяющая на дуге якоря области северного и южного полюсов, совпадает в этих условиях с физической нейтралью - линией, проходящей через точки окружности якоря, где магнитная индукция =0.

Чтобы свести реакцию якоря к минимуму, увеличивают зазор между статором и ротором и одновременно увеличи­вают ток и число витков обмотки возбуждения. Это приво­дит к уменьшению потока якоря за счет увеличения магнит­ного сопротивления машины при неизменном общем маг­нитном потоке. Однако таким способом нельзя полностью устранить влияние реакции якоря. На практике при вся­ком изменении нагрузки с помощью автоматических уст­ройств изменяют ток возбуждения, что существенно ослабля­ет влияние реакции якоря.

При подключении нагрузки напряжение на зажимах генератора в разной степени меняется. Так, увеличение активной нагрузки не оказывает заметного влияния на напряжение. В то же время индуктивная и емкостная нагрузки влияют на выходное напряжение генератора. В первом случае рост нагрузки размагничивает генератор и снижает напряжение, во втором происходит его подмагничивание и повышение напряжения. Такое явление называется реакцией якоря.