E do tải quyết định.
2.1.3. Phản ứng phần ứng của máy điện đồng bộ
Khi máy phát điện làm việc có tải, dòng điện trong dây quấn stato sẽ sinh ra từ trường của dây quấn stato còn gọi là từ trường phần ứng. Tùy theo tính chất của tải mà trục từ trường phần ứng sẽ làm thành một góc nhất định với trục từ trường cực từ. Như vậy tác dụng của từ trường phần ứng với từ trường cực từ (hay phản ứng phần ứng sẽ mang tính chất khác nhau tùy theo tính chất của tải trở hay tải kháng hay tải dung).
Khi tải thuần trở:
Hình 2.2: Đồ thị véc tơ s.đ.đ và quan hệ về không gian giữa các từ trường cực từ và từ trường phần ứng, ở tải thuần trở (ψ = 00)
Khi tải là đối xứng và thuần trở thì dòng điện 3 pha trong dây quấn stato sẽ trùng pha với sức điện động tương ứng (ψ = 00). Giả sử các s.đ.đ. và dòng điện trong 3 pha là hình sin và nếu xét ở thời điểm iA = Im thì đồ thị véctơ dòng điện và s.đ.đ như ở hình bên. Xét tương quan về không gian giữa từ trường phần ứng và từ trường cực từ trong trường hợp máy điện 2 cực có m = 3 và mỗi pha được tượng trưng bởi một vòng dây. Trị số của các dòng điện bằng :
iA = Im
iB = iC = - Im/2
và chiều của chúng trong các dây quấn A-X, B-Y, C-Z.
Như vậy vị trí không gian của từ trường quay của phần ứng Fu trong trường hợp có chiều trùng với trục của dây quấn pha A là pha có dòng điện cực đại. Vì
từ thông xuyên qua pha A cực đại trước s.đ.đ trong pha đó một phần tư chu kỳ, nên khi s.đ.đ của pha A cực đại (eA = Em) thì cực từ đã quay được một góc Π/2 so với vị trí trục cực từ trùng với trục pha A là lúc từ thông xuyên qua pha A có trị số cực đại. Như vậy vị trí không gian của trục cực từ là vuông góc với trục của pha A (tức là vuông góc với chiều của từ trường Fu). Ta kết luận ở tải thuần trở, phương của Fu vuông góc với phương của Ft và phản ứng phần ứng là ngang trục.
Khi tải thuần cảm:
Hình 2.3: Đồ thị véc tơ s.đ.đ và quan hệ về không gian giữa các từ trường cực từ và từ trường phần ứng, ở tải thuần cảm (ψ = + 900)
Ở tải thuần cảm, s.đ.đ. E vượt trước dòng điện I một góc 900 (ψ = + 900), nên ở thời điểm iA = Im thì cực từ đã quay thêm một góc Π/2 so với vị trí của nó ở trường hợp tải thuần trở. Ta thấy ở đây Fu và Ft cùng phương (nghĩa là dọc theo trục cực từ) nhưng ngược chiều nhau và phản ứng phần ứng là dọc trục khử từ.
Hình 2.4: Đồ thị véc tơ s.đ.đ và quan hệ về không gian giữa các từ trường cực từ và từ trường phần ứng, ở tải thuần dung (ψ = - 900)
Ở tải thuần dung, s.đ.đ. E chậm sau dòng điện I một góc 900 (ψ = - 900), nên ở thời điểm iA = Im thì cực từ còn phải quay thêm một góc Π/2 nữa mới đến vị trí của nó ở hình 3. Ta thấy ở đây Fu và Ft cùng phương cùng chiều nhau và phản ứng phần ứng là dọc trục trợ từ.
Khi tải hỗn hợp:
Hình 2.5: Đồ thị véc tơ s.đ.đ và quan hệ về không gian giữa các từ trường cực từ và từ trường phần ứng, ở tải hỗn hợp
Trong trường hợp tải hỗn hợp có thể phân tích Fu thành hai thành phần dọc trục và ngang trục gồm:
Fud = Fu.sinψ
Fuq = Fu.cosψ
Như hình 3 ta thấy có tính cảm (0 < ψ < Π/2) và phản ứng vừa ngang trục vừa khử từ. Cũng tương tự ta thấy khi tải hỗn hợp có tính dung (0 < ψ < - Π/2) thì phản ứng là ngang trục và trợ từ.