Главная Обратная связь

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






Улучшение формы кривой ЭДС (укорочение шага обмотки)



При В = 1 для всех нечетных гармоник kуv= ±1, т. е. в э. д. с. витка э. д. с. всех гармоник проявляются в полной мере. Однако соответствующим выбором шага обмотки можно в принципе добиться уничтожения любой определенной гармоники э. д. с. Например, если сократить шаг на 1/5 полюсного деления, то В = 4/5 для v = 5 и поэтому также Е5= 0. Такой резуль­тат объясняется тем, что при указанном укорочении шага э. д. с. от 5-й гармо­ники поля в двух активных проводни­ках витка совпадают по фазе и в контуре витка действуют встречно друг другу

Такого же ре­зультата можно достичь, если взять В = 6/5, однако удлинение шага невыгодно, так как в большинстве случаев это вызывает увели­чение расхода обмоточного провода.Если желательно уничтожить 7-ю гармонику, то следует укоро­тить шаг на 1/7 полюсного деления, т. е. взять В = 6/7 и т. д.  

Достичь одновременного уничтожения всех гармоник невоз­можно. Поэтому следует стремиться к наибольшему ослаблению наиболее сильных гармоник, которыми обычно являются гармоники наименьшего порядка, т. е. v = 5 и v = 7. Для этой цели подходит укорочение шага на 1/6t, когда B= 5/6 = 0,833. При этом

,

т.е. е. э. д. с. этих гармоник уменьшаются почти в четыре раза по равнению со случаем, когда В= 1. В то же время при В= 5/6

т. е. основная гармоника э. д. с. уменьшается незначительно.

Укорочение шага возможно только на целое число зубцовых делений. Поэтому не всегда можно иметь В= 5/6 и обычно берут В = 0,80-0,86.

 

92. Улучшение формы кривой ЭДС (распределение обмотки)При q = 1для всех гармоник kpv = ±1 и поэтому ослабления гармоник э. д. с. в обмотке за счет ее распределения в пазах не про­исходит. Однако если q > 1, то для многих гармоник | kpv | < kp1 и э. д. с. соответствующих гармоник значительно уменьшаются. Это объясняется тем, что э. д. с. катушек катушеч­ной группы для v-й гармоники сдвинуты на углы vy вместо углов удля v = 1, в результате чего эти э. д. с. складываются под большими углами и их сумма уменьшается. В то же время для v = 1 значения kp1 — kp близки к единице, т. е. распределение обмотки мало влияет на основ­ную гармонику э. д. с.

 

 

83.Устройсво и принцип действия синх. двигателяСинхронные машины — это бесколлекторные машины пере­менного тока. По своему устрой­ству они отличаются от асинхрон­ных машин лишь конструкцией ротора, который может быть явнополюсным или неявнополюсным. Статор набир. из листов электротехнич. стали толщиной 0,35-0,5 мм в пазы которого укладывается 3-хфазная обмотка. Ротор синхр.машины имеет обмотку возб-ия питаемую ч/з 2 контакных кольца и щетки постоянным током от постороннего источника. В кач. источника чаще всего служит генератор пост тока относ-но небольшой мощности. Назаначение обмотки возб-ния созд. в машине первичного мгн. поля. Синхр машины также обладают признаком обратимости и могут работать как в режиме двигателя. так и в режиме генератора. Одним из препятствий к широкому использованию синхронных двигателей, кроме их повышенной стоимости по сравнению с асинхронными двигателями, является сложность их запуска. При непосредственном включении в сеть промышленной частоты двигатель не придёт во вращение, так как электромагнитный момент не в состоянии в течение полупериода разогнать ротор до синхронных оборотов ввиду его инерционности. Чтобы ротор синхронного двигателя пришел во вращение его необходимо раскрутить с помощью постороннего двигателя до оборотов близких к синхронным и только после этого двигатель может быть подключён к сети.
1-якорь Д, 2-обмотка возб-ния, 3-якорь возбудителя, 4-обмотка возб. возбудителя, 5-реостат возб-ния, 6-разрядное сопр. 7,8 –контакты.



 

Обычно синхронные двигатели имеют на своем валу возбудитель в виде генератора постоянного тока параллельного возбуждения. При пуске по схеме контакты 7 разомкнуты, а контакт 8 замкнут. При этом обмотка возбуждения двигателя 2 замкнута через сопротивление 6 и асинхронный пуск происходит в наиболее благоприятных условиях. В конце асинхронного пуска, при s =0,05, срабатывает частотное реле, обмотка которого подключена к сопротивлению б, и включает контактор цепи возбуждения. Контакты 7 контактора при этом замыкаются, а контакт 8 размыкается. В результате в обмотку 2 подается ток возбуждения и двигатель втягивается в синхронизм.



 

84. Устройство и принцип действия синхронного компенсатора.СК-это Г реактивной мощности, работающий в режиме Д на хх. Синхронные компенсаторы предназначаются для компенсации коэффициента мощности сети и поддержания нормального уровня напряжения сети в районах сосредоточения потребительских нагрузок. Нормальным является перевозбужденный режим работы синхронного компенсатора, когда он отдает в сеть реактивную мощность.В связи с этим компенсаторы, как и служащие для этих же целей батареи конденсаторов, устанавливаемые на потребительских подстанциях, называют также генераторами реактивной мощности. Однако в периоды спада потребительских нагрузок (например, ночью) нередко возникает необходимость работы синхронных ком­пенсаторов также в недовозбужденном режиме, когда они потребляют из сети индуктивный ток и реактивную мощность, так как в этих случаях напряжение сети стремится возрасти и для поддержания его на нормальном уровне необходимо загрузить сеть индуктивными токами, вызывающими в ней дополнительные падения напряжения. Для этого каждый синхронный компенсатор снаб­жается автоматическим регулятором возбуждения или напряжения, который регулирует величину его тока возбуждения так, что напря­жение на зажимах компенсатора остается постоянным.Синхронные компенсаторы лишены приводных двигателей и с точки зрения режима своей работы в сущности являются синхрон­ными двигателями, работающими на холостом ходу.Синхронные компенсаторы загружены также неболь­шим активным током и потребляют из сети активную мощность для покрытия своих потерь. Компенсаторы строятся на мощность до SH = 100 000 квВа и имеют явнополюсную конструкцию, обычно с 2р = 6 или 8. Мощные компенсаторы имеют водородное охлаждение.Для осуществления асинхронного пуска все синхронные компен­саторы снабжаются пусковыми обмотками в полюсных наконечни­ках или их полюсы делаются массивными. При этом используется способ прямого, а в необходимых случаях — способ реакторного пуска. В некоторых случаях мощные компенсаторы пускаются в ход также с помощью пусковых фазных асинхронных двигателей, укреп­ляемых с ними на одном валу. Для синхронизации с сетью при этом обычно используется метод самосинхронизации.Так как синхронные компенсаторы не развивают активной мощ­ности, то вопрос о статической устойчивости работы (см. § 35-3 и 35-4) для них теряет остроту. Поэтому они изготовляются с мень­шим воздушным зазором, чем генераторы и двигатели, и соответст­венно этому величины Xd и Хq у них больше. Умень­шение зазора позволяет облегчить обмотку возбуждения и удеше­вить машину. СК строятся явнополюсными (4-6 полюсов); поскольку он работает в холостую он имеет один выход вала, вал можно сделать более тонким, вопроса статич. устойчивости не стоит , поэтому зазор можно сделать меньше чем у Д той же мощности, что уменьшает габариты.

 

85. Принцип образования вращающегося магнитного поля.Принцип образования вращ. магн. поля рассмотрим на пимере АД. На рис. представлены поперечные разрезы 2-полюсного АД и показан хар-р магн. поля статора для 2- моментов времени.

на данном рис. изображена простейшая обмотка статора, когда каждая фаза состоит из одного витка или двух проводников. (1-ая- А и Х, 2-ая –В и У, 3-я – С и Z).

Проводники каждого витка располож. др. от др. на расстоянии полусного деления

где Da- диаметр внутр. расточки статора, р-число пар полюсов. полюсное деление сост-ет половину окр-сти.Двойному полюсному делению 2t соот-ет угол по окр-сти статора 360 эл. град.Начала фаз А,В,С сдвинуты на 120 град.Токи фаз считаются положит. когда направлены за плоскость черчежа. на рис. а показаны направления токов для моментавремени, года ia=Im, ib=ic=-1/2Im. На рис. б показаны направления токов для момента времени, когда фазы токов изменились на 30 град. ia= , ib=0, ic=-ia. Из рис. видно что распред-ие токов по окр-сти сост. 2 зоны, кждая величиной t, причем направлениятоков противоположны.токи проводников обмотки сосзд. двухполюсный магн. поток Ф1, проход-щий ч/з статор, ротор, возд. зазор. при изменении фазы токов на 30 град. магнитный поток также поворачиввается в направлении следования фаз. Ось витка фазы А направлена горизонт., и ось магн. потока при ia=Im также направлена горизонт. ясно, что если фаза токов изменится на 120 град.и ib=Im, то магн. поток будет направлен по оси фазы В, т.е. повернется на 120 град.в момент, когда ic=Im ось магн. потока совпадет с осью С и т.д. Т.О. обмотка статора двухполюсной машины при питании ее трехфазным током созд. двухполюсное вращ-ся магн. поле.магн. поле вращ. в направлении чередования фаз А, В, С. Для измен-ия направления вращ-ия поля достаточно переменить местами на зажимах обмотки статора концы 2-х проводников.

 

 

93. Улучшение формы кривой ЭДС (гармоники зубцового порядка и скос пазов) При q > 1 для ряда гармоник kpv = ±kp1 т. е. ослабления э. д. с. этих гармоник не происходит. Такие гармоники v = vz называются гармо­никами зубцового порядка. Их порядок , где k=1,2,3…., при k=1близок к коол-ву зубцов на пару полюсов Z/p, чем и обусловлено их название.Для трех-фазной обмотки . Например, при q = 2 vz= 11, 13, 23, 25 ... При q = 1 все гармоники v = 5, 7, 11, 13 ... являются гармо­никами зубцового порядка. В поле возбуждения синхронной машины содержатся все гар­моники порядка vzУгол сдвига проводников у двух соседних пазов для основной гармоники поля определяется равенством Для э. д. с. от Vz-й гармоники поля этот угол в vz раз больше, и тогда

Наиболее сильными являются первые гармоники зубцового порядка для кот. k = 1. Э. д. с. одной из этих гармоник будет равна нулю, если взять
что эквивалентно углу ±у. Таким образом, э. д.'с. проводников отдельных пазов от vzгармоники поля сдвинуты относительно друг друга на такие же углы, как и э. д. с. от основ­ной гармоники поля. Поэтому векторы этих э. д. с. складываются в контуре витка и в кату­шечной группе под одинаковыми углами сдвига фаз. В связи с этим не только коэффициенты рас­пределения, но и коэффициенты укорочения шага для гармоник v = 1 и v = vz одинаковы. Т.о. укорочением шага обмотки и выбором целого числа q > 1 нельзя достичь уничтожения или ослабления высших гармоник э. д. с. от гармоник поля зубцового порядка. Однако при увеличе­нии q увеличивается порядок гармоник vz, и поскольку гармоники высших порядков в кривой поля выражены слабее, то увеличение q ' все же способствует улучшению формы кривой э. д. с. обмотки. Уменьшение высших гармоник э. д. с, в частности, от гармоник поля зубцового порядка возможно также осуществлением скоса пазов или полюсных наконечников. Если, например, выбрать вели­чину скоса то согласно выр-ю ,kcv = 0 и Ev= 0. Физически это объясняется тем, что при этом в отдельных участках проводника индуктируются одинаковые по величине и об­ратные по направлению э. д. с.

На практике обычно величину скоса берут равной зубцовому делению, и тогда эдс от всех гармоник зубцового порядка будут значительно ослаблены.

 

94. Обмотки машина пременного тока.Общие сведения о трехфазных обмотках. Обмотки – это контуры, в которых протекают токи, создающие магнитное поле машины. Распределенные обмотки машин переменного тока подразделяются на петлевые и волновые — по направлению отгиба лобовых частей и последовательности соединения и на однослойные и двухслойные — по числу сторон катушек, расположенных в одном пазу.Обмотка статоров m-фазных электрических машин состоит из частей, называемых фазами обмотки. В симметричных обмотках, например трехфазных, все фазы обмотки одинаковы, т. е. состоят из одного и того же числа витков и катушек, симметрично расположенных в пазах магнитопровода и одинаково соединенных между собой катушечных групп. Фазы обмоток однофазных и двухфазных машин могут быть одинаковыми или различаться по числу витков, катушек и по площади поперечного сечения обмоточного провода. По конструктивному исполнению различают обмотки из круглого и прямоугольного проводов. Обмотки называют катушечными, если витки каждой катушки образуются непрерывным проводом, или стержневыми, если обмотка состоит из отдельных стержней, а витки образуются лишь после укладки в пазы соединением стержней в их лобовых частях.Катушечные обмотки в машинах переменного тока выполняются только петлевыми. Стержневые обмотки в зависимости от направления отгиба лобовых частей могут быть петлевыми или волновыми. То или иное конструктивное исполнение обмоток определяется типом и мощностью машины, номинальным напряжением и требованиями к их изоляции.Обмотки машин переменного тока можно разделить на всыпные из мягких катушек, обмотки из полужестких и жестких катушек и стержневые обмотки ста­торов крупных машин и фазных ро­торов асинхронных двигателей.В современных машинах перемен. трехфазного тока применяются преимущественно двухслойные обмотки. В двухслойных обмотках стороны катушек лежат в пазах в два слоя и каждая катушка одной стороной лежит в верхнем, а другой стороной — в нижнем слое. При этом все катушки имеют одинаковые размеры и форму. Широкое применение двухслойных обмоток объяс­няется следующими их преимуществами: 1) возможностью укороче­ния шага на любое число зубцовых делений, что выгодно с точки зрения подавления высших гармоник э. д. с. и н. с. обмоток и уменьшения расхода обмоточного провода; 2) одина­ковыми размерами и формами всех катушек, что упрощает и облег­чает изготовление обмоток; 3) относительно простой формой лобовых частей катушек, что также упрощает изготовление обмотки. Двухслойные обмотки переменного тока делятся на петлевые и волновые, которые в электромагнитном отношении равноценны. Преимущественно примен. петлевые обмотки.В подавляющем большинстве случаев примен. трехфазные обмотки с фазной зоной а=60 град. Обмотки могут иметь как целое, так и дробное число пазов на полюс и фазу q. В последнем случае обмотки наз-тся дробными.

86. ЭДС проводника витка и катушки.При конструир-ии машин перемен. тока стремятся к тому, чтобы индуктир. в оббмотках эдс. были синусоидальными. если эдс индуктир. вращ. магн. полем , то для этого необходимо, чтобы распределение магн. индукции вдоль возд. зазора было тоже синусоидальным.Получение вполне синусоидального распределения магн. поля практически невозможно, однако для приближения к этой цели примен. различные меры конструктивного хар-ра. Эдс проводникаВращающ. со скоростью синусоидальное магн. поле индукт. в каждом проводнике витка эдс , амплитуда кот. и действующее значение Где - расчетная акт. длина машины, т1- амплитуда индукции осн. гармоники поля в зазоре. ЭДС витка и катушкиЭдс двух ативных сторон витка Е’пр и Е”пр имеют одинаковую величину, но сдвинуты по фазе на угол ,т.к. активные проводники витка сдвинуты в магн. поле на такой угол. эдс витка равна геометрич. разности эдс проводников: Eв= Е’пр- Е”пр, т.е -коэф-тн корочения шагаобмотки. Группа послед-но соед-ых витков, уложенная в одни и те же пазы и имеющая, помим изоляции отдельных витков, также общую пазовую изоляцию от стенок паза, наз-тся катушкой. Если катушка сожержит Wk витков, то эдс катушки Ek=WkEв, 87.ЭДС катушечной группы и фазы. Обычно для получения достаточ­ного количества проводников и витков в фазе и сохранения в то же время приемлемых размеров пазов количество пазов в машине делают больше. При этом ряд (q) катушек, имеющих по одинаковому количеству витков wK и лежащих в соседних пазах, соединяют после­довательно. Такую группу катушек, принад­лежащих одной фазе, называют катушечной группой.
э. д. с. соседних катушек группы сдвинуты на угол y = 2np/Z соответственно сдвигу катушек от­носительно друг друга в магнит­ном поле. При этом вся группа из q катушек занимает по окружности якоря угол (элек­трический)a = qy =2прq/Z называемый углом фазной зоны. Э. д. с. катушечной группы Eq равна геометрической сумме э. д. с. отдельных катушек группы и меньше арифметической суммы э. д. с. этих катушек qEK. Отношение Kp=Eq/qEk.

называется коэффициентом распределения об­мотки и характеризует уменьшение э. д. с. катушечной группы вследствие распределения ее витков qwK в q отдельных пазах. Т. о.Eq = qEKkp.

вокруг фигуры рис. 20-8 обр. векторами Eк можно описать окр. радиусом R. Тогда Eq=2Rsin a/2, Ek=2Rsin y/2=2Rsin a/2q.

Кр=sin a/2 / qsin a/2q. где Коб- оботочный коэф-нт, учитывает укорчение шага и распределение обмотки. ЭДС фазы.В многополюсной машине каждая фаза обмотки содержит ряд катушечных групп, лежащих под разными полюсами. В наиболее распространенном случае все группы содержат одинаковое количество катушек q, занимают поэтому одинаковые углы а и сдвинуты относительно друг друга на целое число полюсных делений. В этом случае э. д. с. всех кату- шечных групп равны по величине и сдвинуты по фазе на 360° или на 180° Такие катушечные группы можно соединить последова­тельно таким образом, что э. д. с. групп будут складываться ариф­метически. Возможно также их параллельное и смешанное соеди­нение так, что э. д. с. всех параллельных ветвей будут одинаковы по величине и совпадут по фазе. Если в каждой ветви соединено по­следовательно п катушечных групп, то действующее значение э. д. с. каждой ветви и фазы обмотки в целом будет E=nEq, , здесь предст. собой число последов-но соед-ых витков каждой параллельн. ветви и наз-тся числом витков фазы.

 

88. ЭДС обмотки от высших гармоник магн. поля.Коэф-нт укорочения для v-ой гармоники: , где v-рассматр. гармоника, - угол сдвига 2-х проводников витка относит-но основной гармоники. Сдвиг фаз эдс соседних катушек групп также будет в v раз больше, следовательно коэф-нт распределения: .Обмоточный коэ-нт для высшей гармоники

kоб=kyv*khv. Для эдс фазы от высшей гармоники имеем выражение: .Здесь принято во внимание что полюсное деление v-ой гармоники в v раз меньше полюсного деления полюсного деления осн. гармоники. частота эдс от высшейгармоники поля зависит от скорости вращения этой гармоники. Если эдс. от различн. гармоник поляя имеют разную частоту, то дкействующее значение суммарной эдс

 

 



Эта страница нарушает авторские права

allrefrs.ru - 2017 год. Все права принадлежат их авторам!