В) Параметры синхронной машины при несимметричной нагрузке

Для обычных случаев, когда статорная обмотка генератора симметрична, э.д.с. холостого хода , наведенные в фазах, образуют симметричную звезду векторов. Они, как указывалось ранее, могут быть найдены при помощи векторных диаграмм по э.д.с. , которые также образуют симметричную звезду векторов, так как эти э.д.с. наводятся потоком воздушного зазора, созданным результирующей н.с. обмотки возбуждения и прямо-синхронной н.с. статора (от токов прямой последовательности). Действие прямо-синхронной н.с. статора и представляет собой реакцию якоря, которую мы можем учесть, например для фазы а э.д.с. . Для ненасыщенного неявнополюсного генератора .

Токи прямой последовательности вызовут в фазах статорной обмотки падения напряжения:

при Zσ = rа + jxσ, где rа и хσ — активное и индуктивное сопротивления рассеяния.

Полю, вызванному обратной н.с. от токов обратной последовательности, соответствует индуктивное сопротивление x2 для этих токов. Оно называется индуктивным сопротивлением обратной последовательности. Сопротивление х2 будет изменяться в соответствии с изменением магнитной проводимости для обратно вращающегося поля, причем здесь имеется в виду проводимость индукционных трубок этого поля с учетом его оттеснения под действием токов, наведенных в контурах ротора.

Можно принять с некоторым приближением, что x2 пропорционально среднему значению проводимостей обратно вращающегося поля, получающихся при совпадении его оси с продольной и поперечной осями ротора. Очевидно, что х2 > хσ, так как токи обратной последовательности наряду с полем рассеяния, аналогичным полю рассеяния от токов прямой последовательности, создают также поле внутри статора.

Активное сопротивление обратной последовательности r2 также отличается от сопротивления r1 = rа. Оно обусловлено не только электрическими потерями в обмотке статора и потерями, вызванными полями рассеяния (что мы имеем для rа), но и потерями в электрических цепях ротора от токов, наведенных обратным полем.

Токи обратной последовательности вызовут в фазах статорной обмотки падения напряжения:

где .

При наличии в обмотке статора токов нулевой последовательности, которые могут иметь место только при соединении обмотки в звезду и при использовании нулевого провода, эти токи будут вызывать падения напряжения:

где .

Сопротивления — сопротивления нулевой последовательности.

Пренебрегая высшими гармониками н.с. отдельных фаз, созданных токами нулевой последовательности, получим, что их результирующая н.с. равна нулю. Следовательно, токи нулевой последовательности не будут создавать поля внутри статора. Будет возникать только поле рассеяния. Но оно отличается от поля рассеяния токов прямой последовательности вследствие различия взаимной индукции фаз. Сопротивление r0 r1; сопротивление х0 обычно меньше хσ. Оно в большой степени зависит от укорочения шага обмотки, а также от расположения ее лобовых частей.