Векторная диаграмма ЭДС генератора дана на рисунке 58. Действующее значение и частота синусоидальной ЭДС, индуктируемой в фазе обмотки якоря, могут быть определены, как и в асинхронном двигателе, по формулам:
E 0 = 4,44 k ω fФ 0, f = pn / 60.
Для получения стандартной частоты 50 Гц при различных частотах вращения синхронные генераторы изготовляются с разными числами пар полюсов. Так, турбогенераторы изготовляются в большинстве случаев на частоту вращения 3000 об/мин и имеют одну пару полюсов ( р = 1). Изготовление турбогенераторов на наименьшее число пар полюсов и, соответственно, на наибольшую частоту вращения позволяет уменьшить габаритные размеры, массу и стоимость генераторов.
Частота вращения гидрогенераторов определяется в основном высотой напора воды и для различных станций лежит в пределах от 50 до 750 об/мин, что соответствует числам пар полюсов от 60 до 4.
Если к обмотке якоря подключить приемник электрической энергии, то под действием ЭДС в фазах обмотки якоря и приемника появятся токи; генератор начнет отдавать приемнику электрическую энергию.
При работе генератора с нагрузкой МДС трехфазной обмотки якоря возбуждается вращающееся магнитное поле якоря, характеризуемое магнитным потоком Ф я, частота вращения которого равна частоте вращения ротора, т. е. n 0 = n = 60 f / p ; взаимное расположение осей магнитных полей якоря и ротора при данной нагрузке генератора остается неизменным.
Под действием поля якоря результирующее поле генератора при изменении его нагрузки будет также изменяться, что оказывает влияние в конечном итоге на значение напряжения генератора. Воздействие поля якоря на результирующее поле машины называется реакцией якоря .
В результате взаимодействия магнитного потока Фя и проводников обмотки возбуждения (или полюсов намагниченных сердечников якоря и ротора) на ротор действует электромагнитный момент, направленный у генератора против направления частоты вращения ротора и являющийся тормозящим.
Значение электромагнитного момента, интенсивность и характер действия реакции якоря зависят, кроме значения тока якоря, от характера сопротивления приемников. Объясняется это тем, что при изменении характера сопротивлений приемников изменяется взаимное расположение осей магнитных потоков Ф я и Ф 0 .
60. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ДВИГАТЕЛЯ
При работе синхронной машины в качестве двигателя обмотка якоря подключается к источнику трехфазного тока, в результате возникает вращающийся магнитный поток Ф я. После разгона ротора до частоты вращения n , близкой к частоте вращения