Bieg jałowy prądnicy synchronicznej

 

      Bieg jałowy maszyny synchronicznej to taki stan, w którym uzwojenie stojana (twornika) jest rozwarte, a uzwojenie wirnika jest zasilane prądem wzbudzenia  Jedynym prądem jest więc prąd wzbudzenia dający przepływ.Pole magnetyczne występujące w maszynie przy biegu jałowym jest więc wytworzone wyłącznie przez prąd wzbudzenia. Większość linii tego pola prze­chodzi z wirnika poprzez szczelinę powietrzną do stojana i sprzęga się z uzwoje­niem stojana. Tę część strumienia, która sprzęga się z uzwojeniem stojana będzie­my nazywać strumieniem głównym i oznaczać . Pozostała część strumienia, która sprzęga się tylko z uzwojeniem wirnika, to strumień rozproszony.

Ponieważ wirnik jest napędzany, wobec tego strumień wiruje i w uzwojeniach fazowych stojana indukują się pod wpływem strumienia siły elektromotorycz­ne o wartości skutecznej

=4,44Nf

podobnie jak w analogicznym uzwojeniu maszyny indukcyjnej. Aby otrzymać możliwie sinusoidalny przebieg indukowanej siły elektromotorycznej w czasie, należy zapewnić jak najbardziej zbliżona do sinusoidalnego przebieg indukcji magnetycznej w szczelinie powietrznej.

      Uzyskuje się to przez odpowiednie ukształ­towanie obwodu magnetycznego i ułożenie uzwojeń. Osiągnięcie ścisłe sinusoi­dalnego rozkładu indukcji w szczelinie nie jest możliwe, dlatego w praktyce mamy do czynienia z rozkładami odkształconymi, a więc zawierającymi wyższe harmo­niczne (p. 4.5.1). W dalszym ciągu przy rozważaniu właściwości ruchowych ma­szyn synchronicznych dla jasności wykładu będzie uwzględniana tylko harmo­niczna pierwsza (podstawowa).

Napięcie  na zaciskach prądnicy biegnącej jałowo jest równe napięciu indu­kowanemu w uzwojeniu twornika ().

       Przy stałej prędkości obrotowej wartość tego napięcia zależy od prądu wzbu­dzenia, ponieważ wartość strumienia zależy od wartości prądu . Zależność U= f() przy n = const. nazywamy charakterystyką biegu jałowego prądnicy. Przy n = const. indukowane napięcie jest proporcjonalne do strumienia głównego ( = c), więc charakterystyka biegu jałowego ma taki sam przebieg, jak charakterystyka magnesowania maszyny  = f(I) (rys. 7.15).

 

 

 

Rys. 7.15. Charakterystyka biegu jałowego

 

 

     Prądnice synchroniczne najczęściej pracują słabo nasycone i dlatego napięcie znamionowe na charakterystyce biegu jałowego nieznacznie wykracza poza pro­stoliniowy zakres charakterystyki. Znajomość charakterystyki biegu jałowego jest niezbędna nie tylko przy konstruowaniu maszyny, ale także podczas jej eksploatacji.