Àñèíõðîííûå ãåíåðàòîðû äëÿ ñèñòåì àâòîíîìíîãî ýëåêòðîñíàáæåíèÿ. Îáîñíîâàíèå ïàðàìåòðîâ àñèíõðîííîãî ãåíåðàòîðà
Âëèÿíèå ñõåìíûõ è êîíñòðóêòèâíûõ ïðèçíàêîâ ñòàòîðíûõ è ðîòîðíûõ îáìîòîê íà ïàðàìåòðû è ýêñïëóàòàöèîííûå ñâîéñòâà àñèíõðîííûõ ãåíåðàòîðîâ. Ìåòîäû ôîðìèðîâàíèÿ âíóòðèôàçíûõ è ìåæôàçíûõ ñîåäèíåíèé. Àíàëèç èçìåíåíèÿ íàïðÿæåíèÿ ïðè çàãðóçêå ãåíåðàòîðà.
Ðóáðèêà | Ôèçèêà è ýíåðãåòèêà |
Âèä | ñòàòüÿ |
ßçûê | ðóññêèé |
Äàòà äîáàâëåíèÿ | 27.04.2017 |
Ðàçìåð ôàéëà | 862,1 K |
Îòïðàâèòü ñâîþ õîðîøóþ ðàáîòó â áàçó çíàíèé ïðîñòî. Èñïîëüçóéòå ôîðìó, ðàñïîëîæåííóþ íèæå
Ñòóäåíòû, àñïèðàíòû, ìîëîäûå ó÷åíûå, èñïîëüçóþùèå áàçó çíàíèé â ñâîåé ó÷åáå è ðàáîòå, áóäóò âàì î÷åíü áëàãîäàðíû.
Ðàçìåùåíî íà http://www.allbest.ru/
Àñèíõðîííûå ãåíåðàòîðû äëÿ ñèñòåì àâòîíîìíîãî ýëåêòðîñíàáæåíèÿ. Îáîñíîâàíèå ïàðàìåòðîâ àñèíõðîííîãî ãåíåðàòîðà
Áîãàòûðåâ Í.È.
1. Îáîñíîâàíèå ïàðàìåòðîâ àñèíõðîííîãî ãåíåðàòîðà
Ñèñòåìà àâòîíîìíîãî ýëåêòðîñíàáæåíèÿ (ÑÀÝ), â íàøåì ïîíèìàíèè, ïðåäóñìàòðèâàåò çàäà÷ó ðàçðàáîòàòü: ãåíåðàòîðû (ñ ïðèâîäíûìè äâèãàòåëÿìè âíóòðåííåãî ñãîðàíèÿ, âåòðî- ãèäðî- èëè êîìáèíèðîâàííûì ïðèâîäîì) äëÿ ïèòàíèÿ ïàðàëëåëüíî âêëþ÷¸ííûõ ýëåêòðîïðè¸ìíèêîâ; ñèñòåìó ðåãóëèðîâàíèÿ ìåõàíè÷åñêèõ ïàðàìåòðîâ ïðèâîäíûõ äâèãàòåëåé è ýëåêòðè÷åñêèõ ïàðàìåòðîâ ãåíåðàòîðîâ, îáåñïå÷èâàþùóþ òðåáóåìûé óðîâåíü, ÷àñòîòó è ïîñòîÿíñòâî íàïðÿæåíèÿ ó ýëåêòðîïðè¸ìíèêîâ; çàùèòó ýëåìåíòîâ ñèñòåìû ýëåêòðîñíàáæåíèÿ îò ïåðåãðóçîê è êîðîòêèõ çàìûêàíèé; ïðèáîðû ó÷¸òà è êîíòðîëÿ êà÷åñòâà ýëåêòðîýíåðãèè è òåõíè÷åñêèõ ïàðàìåòðîâ ïðèâîäíûõ äâèãàòåëåé [4].
Àâòîíîìíîñòü ñèñòåìû îáóñëîâëåíà ñîèçìåðèìîñòüþ ìîùíîñòåé èñòî÷íèêîâ ïèòàíèÿ è ïîòðåáèòåëåé è èõ îáîñîáëåííîñòüþ îò äðóãèõ ñèñòåì.  ýòîì îäíà èç îñîáåííîñòåé è îòëè÷èå ÑÀÝ îò áîëüøèõ ýíåðãåòè÷åñêèõ ñèñòåì. Íî íå òîëüêî â ýòîì.  ðåçóëüòàòå âçàèìíîãî âëèÿíèÿ èñòî÷íèêà ýíåðãèè è íàãðóçêè íàðóøàþòñÿ ðåæèìû ðàáîòû ÑÀÝ âïëîòü äî ïîëíîé íåðàáîòîñïîñîáíîñòè ñèñòåìû ýëåêòðîîáîðóäîâàíèÿ. Èñòî÷íèê ïèòàíèÿ, íàïðèìåð, â ñîñòàâå äèçåëÿ è ñèíõðîííîãî ãåíåðàòîðà èìååò íåñòàáèëüíóþ ÷àñòîòó âðàùåíèÿ è ÷àñòîòó òîêà, óñóãóáëÿþùèå ðåæèì ðàáîòû ñèñòåìû. Âñëåäñòâèå íåñòàáèëüíîñòè ÷àñòîòû è èñêàæåíèé ôîðìû êðèâîé íàïðÿæåíèÿ ñòàíîâÿòñÿ íåðàáîòîñïîñîáíûìè íåêîòîðûå ñèñòåìû àâòîìàòèêè, íåïîñðåäñòâåííûå ïðåîáðàçîâàòåëè ÷àñòîòû è äðóãèå òîêîïðèåìíèêè. ÑÀÝ ñ ýêîíîìè÷åñêîé òî÷êè çðåíèÿ äîëæíû áûòü ïðîñòûìè è íàä¸æíûìè â ýêñïëóàòàöèè. Ñîçäàíèå äëÿ íèõ ãåíåðàòîðîâ, àäàïòèðîâàííûõ ê ðàçëè÷íîìó ðîäó ïîòðåáèòåëåé, ÿâëÿåòñÿ àêòóàëüíîé çàäà÷åé ñåëüñêîé ýëåêòðèôèêàöèè.
Ôàêòîðû, ñäåðæèâàþùèå øèðîêîå ïðèìåíåíèå Àà â êà÷åñòâå ïðåîáðàçîâàòåëåé ýíåðãèè, îáóñëîâëåíû íåîáõîäèìîñòüþ ðåãóëèðîâàíèÿ òîêà âîçáóæäåíèÿ, è â áîëüøåé ìåðå ïðè íàëè÷èè â òîêå íàãðóçêè ðåàêòèâíîé ñîñòàâëÿþùåé, ðàçìàãíè÷èâàþùåé ãåíåðàòîð.
Ïî ïðèíöèïó óñòðîéñòâà Àà íå ìîæåò ñëóæèòü èñòî÷íèêîì ðåàêòèâíîé ìîùíîñòè, à ïîýòîìó âàæíåéøèå õàðàêòåðèñòèêè åãî ÿâëÿþòñÿ êðóòîïàäàþùèìè, îñîáåííî ïðè ïîäêëþ÷åíèè àêòèâíî - èíäóêòèâíûõ äâèãàòåëüíûõ íàãðóçîê. Òàêèå ãåíåðàòîðû íóæäàþòñÿ â ñòàáèëèçàöèè íàïðÿæåíèÿ. Ñòàáèëèçàöèÿ íàïðÿæåíèÿ îñóùåñòâëÿåòñÿ êîìïåíñàöèåé ðåàêòèâíîé èíäóêòèâíîé ìîùíîñòè èëè ðàçðàáîòêîé ñïåöèàëüíûõ îáìîòîê ñòàòîðà.
2. Ìàòåìàòè÷åñêàÿ ìîäåëü è ïàðàìåòðû àñèíõðîííûõ ìàøèí
Âëèÿíèå ñõåìíûõ è êîíñòðóêòèâíûõ ïðèçíàêîâ ñòàòîðíûõ è ðîòîðíûõ îáìîòîê íà ïàðàìåòðû è ýêñïëóàòàöèîííûå ñâîéñòâà àñèíõðîííûõ ìàøèí îáóñëîâëåíî ôèçè÷åñêèìè ÿâëåíèÿìè ïðè ïðåîáðàçîâàíèè â íèõ ýíåðãèè. Èçó÷åíèå ôèçè÷åñêèõ ÿâëåíèé â ýëåêòðîìåõàíè÷åñêèõ ïðåîáðàçîâàòåëÿõ ýíåðãèè, ê ÷èñëó êîòîðûõ îòíîñÿò è ýëåêòðè÷åñêèå ìàøèíû, îñóùåñòâëÿþò ïðåèìóùåñòâåííî ìåòîäàìè ìàòåìàòè÷åñêîãî ìîäåëèðîâàíèÿ.
Ïðè ìîäåëèðîâàíèè àñèíõðîííîé ìàøèíû ïðåäâàðèòåëüíî èçó÷àþò å¸ èäåàëèçèðîâàííûé âàðèàíò, êîòîðûé õàðàêòåðèçóåòñÿ ýëåêòðè÷åñêîé è ìàãíèòíîé ñèììåòðèåé, ðàâíîìåðíûì âîçäóøíûì çàçîðîì, îòñóòñòâèåì íàñûùåíèÿ, ðàñïðåäåëåíèåì ìàãíèòîäâèæóùåé ñèëû (ÌÄÑ) â âîçäóøíîì çàçîðå ïî ãàðìîíè÷åñêîìó çàêîíó. Ïðîöåññû â ìíîãîïîëþñíîé àñèíõðîííîé ìàøèíå èäåíòè÷íû ïðîöåññàì â äâóõïîëþñíîé ìàøèíå, ïîýòîìó ìîäåëèðîâàíèå îñóùåñòâëÿþò äëÿ ÷èñëà ïàð ïîëþñîâ p = 1 [2,3,5].
Ïðè ìàòåìàòè÷åñêîì ìîäåëèðîâàíèè ýëåêòðè÷åñêèõ ìàøèí ýëåêòðîìàãíèòíûå âåëè÷èíû ïðåäñòàâëÿþò â âèäå îáîáù¸ííûõ ïðîñòðàíñòâåííûõ âåêòîðîâ. Ñèíóñîèäàëüíîñòü ðàñïðåäåëåíèÿ ïîçâîëÿåò ïðåäñòàâèòü ÌÄÑ è ïðîïîðöèîíàëüíûå åé òîêè îáîáù¸ííûì ïðîñòðàíñòâåííûì âåêòîðîì íà ïëîñêîñòè, ïåðïåíäèêóëÿðíîé îñè ðîòîðà. Ïîä îáîáù¸ííûì âåêòîðîì ïîíèìàþò âåêòîð, ïðîåêöèè êîòîðîãî íà îñè ôàçíûõ îáìîòîê â ëþáîé ìîìåíò âðåìåíè ðàâíû ìãíîâåííûì çíà÷åíèÿì ôàçíûõ âåëè÷èí, ïðåäñòàâëÿåìûõ ýòèì âåêòîðîì.
Òàê, åñëè òîê â êàæäîé ôàçíîé îáìîòêå òð¸õôàçíîé àñèíõðîííîé ìàøèíû ïðåäñòàâèòü âåêòîðîì ìîäóëü êîòîðîãî ðàâåí ìãíîâåííîìó çíà÷åíèþ ôàçíîãî òîêà, à íàïðàâëåíèå ñîâïàäàåò ñ îñüþ îáìîòêè, è ñëîæèòü ýòè âåêòîðû, òî ïîëó÷èì ïðîñòðàíñòâåííûé âåêòîð òîêà (3/2)i. Åãî ìîäóëü áóäåò â 3/2 ðàçà áîëüøå ìîäóëÿ âåêòîðà òîêà i, ïðîåêöèè êîòîðîãî íà îñè ôàçíûõ îáìîòîê ðàâíû ìãíîâåííûì çíà÷åíèÿì òîêîâ ià, iâ, iñ. Òàêèì îáðàçîì, äëÿ òîãî, ÷òîáû âåêòîð, ïîëó÷åííûé ñëîæåíèåì ôàçíûõ âåêòîðîâ, ñîîòâåòñòâîâàë äàííîìó âûøå îïðåäåëåíèþ ïðîñòðàíñòâåííîãî âåêòîðà, åãî íåîáõîäèìî óìíîæèòü íà 2/3. Íà êîìïëåêñíîé ïëîñêîñòè îáîáù¸ííûé âåêòîð òîêà
i = j(ia + aib + a2ic).
Ðèñóíîê 1 - Ê îïðåäåëåíèþ îáîáùåííîãî âåêòîðà òîêà
Ïðîïîðöèîíàëüíûå òîêàì ôàçíûõ îáìîòîê îïðåäåëÿåòñÿ ÌÄÑ:
ãäå Fam, Fbm è Fcm - àìïëèòóäû ÌÄÑ íà îñè ôàçíûõ îáìîòîê.
Îáîáù¸ííûé âåêòîð ÌÄÑ òð¸õôàçíîé ñòàòîðíîé îáìîòêè
F = Fmejù,
êàê è îáîáù¸ííûé âåêòîð òîêà, âðàùàåòñÿ ñ óãëîâîé ñêîðîñòüþ ù.
Ïðè ñìåùåíèè ñèììåòðè÷íûõ ôàçíûõ îáìîòîê íà 1200 è ó÷èòûâàÿ, ÷òî
Fam = - (Fbm + Fcm),
ÌÄÑ òð¸õôàçíîé ñòàòîðíîé îáìîòêè
 âåêòîðíîé ôîðìå ÌÄÑ òð¸õôàçíîé îáìîòêè
Ñî ñòàòîðíîé ôàçíîé îáìîòêîé ôàçû "à" ñöåïëÿþòñÿ ìàãíèòíûå ïîòîêè, ñîçäàâàåìûå òîêîì ñàìîé îáìîòêîé è ìàãíèòíûå ïîòîêè, ñîçäàâàåìûå òîêàìè äðóãèõ ôàçíûõ îáìîòîê. ×àñòü ìàãíèòíîãî ïîòîêà, ñîçäàâàåìîãî ôàçíîé îáìîòêîé è ñöåïëÿþùèåñÿ ñ åå âèòêàìè, íàçûâàåòñÿ ïîòîêîì ðàññåÿíèÿ. Èíäóêòèâíîñòü, ñâÿçûâàþùàÿ ïîòîê ðàññåÿíèÿ îáìîòêè ñ ïðîòåêàþùèì â íåé òîêîì, íàçûâàåòñÿ èíäóêòèâíîñòüþ ðàññåÿíèÿ L1ó. Äðóãàÿ ÷àñòü ìàãíèòíîãî ïîòîêà, ïîìèìî âèòêîâ ñàìîé îáìîòêè îõâàòûâàåò òàêæå âèòêè äðóãèõ îáìîòîê è íàçûâàåòñÿ îñíîâíûì ìàãíèòíûì ïîòîêîì. Èíäóêòèâíîñòü, îïðåäåëÿþùàÿ ïîòîêîñöåïëåíèå ñ îñíîâíûì ïîòîêîì íàçûâàåòñÿ îñíîâíîé èíäóêòèâíîñòüþ lm.
Ïðè îòñóòñòâèè òîêîâ â îáìîòêàõ ðîòîðà ïîòîêîñöåïëåíèå ñòàòîðíîé ôàçíîé îáìîòêè "à"
ãäå Mab è Mac - âçàèìíûå èíäóêòèâíîñòè ôàçíûõ ñòàòîðíûõ îáìîòîê.
Ïðè äâóõ îäèíàêîâûõ ôàçíûõ îáìîòêàõ, ñîâïàäåíèè èõ îñåé è ðàâåíñòâå òîêîâ ìàãíèòíûé ïîòîê, ñîçäàâàåìûé òîêîì âòîðîé îáìîòêè è ñöåïëÿþùèéñÿ ñ âèòêàìè ïåðâîé îáìîòêè, áóäåò èäåíòè÷åí ïîòîêó, ñîçäàâàåìîìó ïåðâîé îáìîòêîé è ñöåïëÿþùåéñÿ ñ âèòêàìè âòîðîé îáìîòêè. Ïðè ýòèõ óñëîâèÿõ êàðòèíà ìàãíèòíîãî ïîëÿ áóäåò îäèíàêîâîé íåçàâèñèìî îò òîãî, ïî êàêîé èç îáìîòîê ïðîòåêàåò òîê, òî åñòü îñíîâíàÿ èíäóêòèâíîñòü lm áóäåò ðàâíà âçàèìíîé èíäóêòèâíîñòè Ì0. Ñìåùåíèå ôàçíûõ îáìîòîê íà óãîë ä âûçîâåò èçìåíåíèå èõ âçàèìíîé èíäóêòèâíîñòè
Ì = Ì0cosä = lmcosä.
Äëÿ ñèììåòðè÷íûõ òð¸õôàçíûõ òîêîâ
ia + ib + ic = 0 èëè ib + ic = - ia,
è ó÷èòûâàÿ, ÷òî
äb = 2ð/3 è äc = - 2ð/3,
âûðàæåíèå äëÿ ïîòîêîñöåïëåíèÿ ôàçíîé ñòàòîðíîé îáìîòêè "à" (àíàëîãè÷íî è äëÿ ïîòîêîñöåïëåíèé äðóãèõ ôàçíûõ îáìîòîê) ìîæíî ïðåäñòàâèòü â âèäå
Èíäóêòèâíîñòü L1 âêëþ÷àåò èíäóêòèâíîñòü îò ïîòîêà ðàññåÿíèÿ Ló1, èíäóêòèâíîñòü îò ÷àñòè îñíîâíîãî ïîòîêà, ñîçäàííîãî ñàìîé îáìîòêîé lm, è èíäóêòèâíîñòü îò ÷àñòè îñíîâíîãî ïîòîêà, ñîçäàííîé äâóìÿ äðóãèìè îáìîòêàìè lm/2. Òàêèì îáðàçîì, ïîëíàÿ âçàèìíàÿ èíäóêòèâíîñòü Ì ñòàòîðíîé îáìîòêè îò îñíîâíîãî ìàãíèòíîãî ïîòîêà â 3/2 ðàçà áîëüøå åå îñíîâíîé èíäóêòèâíîñòè lm (Ì = 1,5 lm).
Îáîáù¸ííûé âåêòîð ïîòîêîñöåïëåíèÿ ñòàòîðà ïðè ñëîæåíèè ôàçíûõ ïðîåêöèé è ïðè îòñóòñòâèè òîêîâ ðîòîðà
Íàëè÷èå òîêîâ â îáìîòêàõ ðîòîðà ïðèâîäèò ê ïîÿâëåíèþ äîïîëíèòåëüíûõ ïîòîêîñöåïëåíèé. Åñëè îñü îáìîòêè ðîòîðà ôàçû "à" ñìåùåíà íà óãîë ã îòíîñèòåëüíî îñè îáìîòêè ñòàòîðà ôàçû "à" (ðèñ. 2), òî âçàèìíûå èíäóêòèâíîñòè îáìîòîê ðîòîðà è ôàçû "à" ñòàòîðà:
Ìàà = M0acosã;
Ìbà = M0bcos(ã + cos1200);
Ìcà = M0ccos(ã - 1200),
ãäå Ì0à, Ì0b, Ì0c - âçàèìíûå èíäóêòèâíîñòè ïðè ã = 0.
Ðèñóíîê 2 - Ïîëîæåíèå îñåé îáìîòîê ñòàòîðà è ðîòîðà
Âçàèìíàÿ èíäóêòèâíîñòü îáìîòîê ñòàòîðà è ðîòîðà ïðè ñîâïàäåíèè èõ îñåé ðàâíà lm, è êàðòèíà ìàãíèòíîãî ïîëÿ áóäåò òîé æå, ÷òî è ïðè ñîâïàäåíèè îñåé ñòàòîðíûõ îáìîòîê. Ïîýòîìó:
Ì0à = Ì0b = Ì0c = Ì0 = lm;
Ìàà = lmcosã, Ìbà = lmcos(ã + 2ð/3);
Ìcà = lmcos(ã - 2ð/3).
Ïîëíîå ïîòîêîñöåïëåíèå ñòàòîðíîé îáìîòêè ôàçû "à" ïðè íàëè÷èè òîêîâ ðîòîðà (è ïî àíàëîãèè äëÿ äðóãèõ ôàç):
;
Âåêòîð ïîòîêîñöåïëåíèÿ ñòàòîðà ñ ðîòîðîì
Îáùåå ïîòîêîñöåïëåíèå ñòàòîðà è ðîòîðà, ñîîòâåòñòâóþùåå ðåæèìó ïðîòåêàíèÿ òîêîâ ïî îáìîòêàì ñòàòîðà è ðîòîðà:
Àíàëîãè÷íîå âûðàæåíèå ñïðàâåäëèâî è äëÿ ïîòîêîñöåïëåíèÿ ðîòîðà. Äëÿ ðîòîðà óãîë ã áóäåò îòðèöàòåëüíûì, òàê êàê ïî îòíîøåíèþ ê ñòàòîðó ýòîò óãîë îòñ÷èòûâàåòñÿ â îáðàòíîì íàïðàâëåíèè,
Âåêòîð òîêà ñòàòîðà çàïèñàí â íåïîäâèæíîé ñèñòåìå êîîðäèíàò áâ, ñâÿçàííîé ñî ñòàòîðîì, à âåêòîð òîêà ðîòîðà çàïèñàí âî âðàùàþùåéñÿ (ñìåùåííîé íà òåêóùèé óãîë ã) ñèñòåìå êîîðäèíàò xy, ñâÿçàííîé ñ ðîòîðîì. Â çàïèñè ñ èíäåêñàìè ñèñòåì êîîðäèíàò
èëè, åñëè îáå ÷àñòè óìíîæèòü íà å-jã, òî
Òàêèì îáðàçîì, ôîðìà çàïèñè óðàâíåíèé îáîáù¸ííûõ âåêòîðîâ ïîòîêîñöåïëåíèé íå çàâèñèò îò âûáîðà ñèñòåìû êîîðäèíàò.  îäèíàêîâûõ ñèñòåìàõ êîîðäèíàò âûðàæåíèÿ äëÿ ïîòîêîñöåïëåíèÿ èìåþò îäèíàêîâóþ ôîðìó è èíäåêñû ñèñòåì â íèõ ìîæíî îïóñòèòü. Ïîòîêîñöåïëåíèÿ ñòàòîðà è ðîòîðà ñ ó÷åòîì âñåõ òîêîâ è íåçàâèñèìî îò âûáðàííîé ñèñòåìû êîîðäèíàò çàïèøóòñÿ â âèäå:
Ñîãëàñíî ïîñëåäíèì âûðàæåíèÿì ïîòîêîñöåïëåíèÿ ñòàòîðà è ðîòîðà ðàñêëàäûâàþòñÿ íà ñîñòàâëÿþùèå, îáóñëîâëåííûå ñîáñòâåííûì òîêîì (ø11 è ø22) è òîêîì äðóãîé ÷àñòè äâèãàòåëÿ (ø12 è ø21).
Âåêòîðíóþ ñóììó òîêîâ ñòàòîðà è ðîòîðà îáðàçóåò ðåçóëüòèðóþùèé òîê - òîê íàìàãíè÷èâàíèÿ iì, è ïîòîêîñöåïëåíèÿ ñòàòîðà è ðîòîðà ìîæíî ïðåäñòàâèòü ÷åðåç îñíîâíîé ìàãíèòíûé ïîòîê è ÷åðåç ïîòîêè ðàññåÿíèÿ:
â âèäå:
Äëÿ ôàçíûõ íàïðÿæåíèé ñòàòîðíîé îáìîòêè ñïðàâåäëèâû âûðàæåíèÿ:
ãäå R1 - àêòèâíîå ñîïðîòèâëåíèå ñòàòîðíîé îáìîòêè.
Óìíîæèâ âòîðîå óðàâíåíèå íà à, òðåòüå óðàâíåíèå íà à2, çàòåì ñêëàäûâàÿ âñå òðè óðàâíåíèÿ è óìíîæàÿ èõ ïðàâóþ è ëåâóþ ÷àñòè íà 2/3
ïîëó÷èì â âåêòîðíîé ôîðìå
Àíàëîãè÷íîå âûðàæåíèå äëÿ ðîòîðà â ñèñòåìå êîîðäèíàò xy
Äëÿ ïåðåâîäà óðàâíåíèÿ ðîòîðà â íåïîäâèæíóþ ñèñòåìó êîîðäèíàò áâ óìíîæèì îáå ÷àñòè óðàâíåíèÿ ðîòîðà íà ejè ïðè òåêóùåì óãëå ïîâîðîòà ñèñòåìû êîîðäèíàò è (ðèñ. 3) è ïðåäñòàâèì â ïðîèçâîäíîé âåêòîð ïîòîêîñöåïëåíèÿ ðîòîðà â íîâîé ñèñòåìå êîîðäèíàò êàê
Ðèñóíîê 3 - Âåêòîð òîêà â ðàçíûõ ñèñòåìàõ êîîðäèíàò
Ïîñëå ïðåîáðàçîâàíèé
,
îïóñêàÿ èíäåêñû êîîðäèíàòíîé ñèñòåìû, ïîëó÷èì óðàâíåíèå íàïðÿæåíèÿ äëÿ ðîòîðà â íåïîäâèæíîé ñèñòåìå êîîðäèíàò
ãäå
ù2 = dè/dt
- òåêóùàÿ óãëîâàÿ ñêîðîñòü ðîòîðà.
Ïåðåõîä îò ñèñòåìû êîîðäèíàò xy ê ñèñòåìå êîîðäèíàò áâ ïðèâåë ê ðàçëîæåíèþ ÝÄÑ â óðàâíåíèè ðîòîðà íà äâå ñîñòàâëÿþùèå. Ïåðâàÿ ñîñòàâëÿþùàÿ dø2/dt ñâÿçàíà ñ èçìåíåíèåì ïîòîêîñöåïëåíèÿ âñëåäñòâèå èçìåðåíèÿ âî âðåìåíè òîêîâ è íàçûâàåòñÿ ÝÄÑ òðàíñôîðìàöèè. Âòîðàÿ ñîñòàâëÿþùàÿ ùø2 ñâÿçàíà ñ èçìåíåíèåì ïîòîêîñöåïëåíèÿ âñëåäñòâèå âðàùåíèÿ ðîòîðà è íàçûâàåòñÿ ÝÄÑ âðàùåíèÿ:
Ýòè æå óðàâíåíèÿ â âèäå êîìïëåêñíûõ àìïëèòóä:
Ïðîèçâîäíàÿ îò åjùt ñîñòàâëÿåò jùåjùt è ïðè çàìåíå îïåðàòîðà äèôôåðåíöèðîâàíèÿ d/dt íà jù:
èëè, ñîêðàùàÿ âñå ÷àñòè óðàâíåíèé íà åjùt:
Ïîìåòèâ ñî øòðèõîì ïðèâåä¸ííûå ê ñòàòîðó òîê è ïàðàìåòðû êîðîòêîçàìêíóòîãî ðîòîðà (U2 = 0), ïîëó÷àåì:
Äëÿ äâóõïîëþñíîé ìàøèíû
ù1 = ù = 2ðf,
ñëåäîâàòåëüíî:
èëè:
Èìåÿ â âèäó, ÷òî
1 - ù2/ù = s
- ñêîëüæåíèå ðîòîðà, ïîëó÷àåì:
è ìàòåìàòè÷åñêóþ ìîäåëü àñèíõðîííîãî äâèãàòåëÿ èìååò âèä:
Ìàòåìàòè÷åñêîé ìîäåëè îòâå÷àåò ýëåêòðè÷åñêàÿ ñõåìà çàìåùåíèÿ àñèíõðîííîé ìàøèíû (ðèñ. 4, U = U1). Ïî ðàñïîëîæåíèþ ïàðàìåòðîâ å¸ íàçûâàþò Ò îáðàçíîé ñõåìîé çàìåùåíèÿ.
Ðèñóíîê 4 - Ò - îáðàçíàÿ ñõåìà çàìåùåíèÿ àñèíõðîííîé àøèíû
Áåç ñóùåñòâåííîé ïîãðåøíîñòè âåòâü íàìàãíè÷èâàíèÿ ìîæíî âûíåñòè íà âõîä ñõåìû çàìåùåíèÿ (ðèñ. 5). Ýòó ñõåìó çàìåùåíèÿ ïî ðàñïîëîæåíèþ ïàðàìåòðîâ íàçûâàþò à îáðàçíîé.
Ðèñóíîê 5 - Ã - îáðàçíàÿ ñõåìà çàìåùåíèÿ àñèíõðîííîé ìàøèíû
Äëÿ ðåàëüíîé m ôàçíîé àñèíõðîííîé ìàøèíû ñ wkîá ýôôåêòèâíûìè âèòêàìè íà ôàçó ñòàòîðíîé îáìîòêè (kîá - îáìîòî÷íûé êîýôôèöèåíò) è w2kîá2 ýôôåêòèâíûìè âèòêàìè íà ôàçó m2 = Z2 ôàçíîé ðîòîðíîé îáìîòêè (Z2 - ÷èñëî ïàçîâ ðîòîðà, kîá2 îáìîò÷íûé êîýôôèöèåíò) ïðèâåä¸ííûå ê ñòàòîðó òîê è ñîïðîòèâëåíèÿ ðîòîðà:
I2' = I2/ki; R2' = R2k; x2' = x2/k,
ãäå
ki = mwkîá/m2w2kîá2
- êîýôôèöèåíò ïðèâåäåíèÿ òîêà;
k = mw2/m2w22
- êîýôôèöèåíò ïðèâåäåíèÿ ñîïðîòèâëåíèé.
Ñîãëàñíî ñõåìàì çàìåùåíèÿ òîê ðîòîðà
õê = õ1 + õ2'
Ýëåêòðîìàãíèòíîé ìîùíîñòè
îòâå÷àåò ýëåêòðîìàãíèòíûé ìîìåíò
Ïðèðàâíèâàÿ íóëþ ïðîèçâîäíóþ
íàõîäèì êðèòè÷åñêîå ñêîëüæåíèå
,
à ïî íåìó è ìàêñèìàëüíûé ýëåêòðîìàãíèòíûé ìîìåíò:
ãäå çíàê "+" îòíîñèòñÿ ê äâèãàòåëüíîìó ðåæèìó ðàáîòû àñèíõðîííîé ìàøèíû, à çíàê "-" - ê ãåíåðàòîðíîìó ðåæèìó å¸ ðàáîòû (ðèñ. 6).
Ðèñóíîê 6 - Çàâèñèìîñòü Ìýì = f(s) àñèíõðîííîé ìàøèíû
 ãåíåðàòîðíîì ðåæèìå ðàáîòû àñèíõðîííîé ìàøèíû ñî ñêîëüæåíèåì s < 0 àêòèâíàÿ ñîñòàâëÿþùàÿ òîêà ðîòîðà ìåíÿåò çíàê
è òîðìîçíîé ìîìåíò ãåíåðàòîðà óðàâíîâåøèâàåò ìîìåíò ïðèâîäíîãî äâèãàòåëÿ.
Ðåàêòèâíàÿ ñîñòàâëÿþùàÿ òîêà ðîòîðà íå çàâèñèò îò çíàêà ñêîëüæåíèÿ
,
è àñèíõðîííûé ãåíåðàòîð, êàê è àñèíõðîííûé äâèãàòåëü, ÿâëÿåòñÿ ïîòðåáèòåëåì ðåàêòèâíîé ìîùíîñòè.
 àâòîíîìíûõ ýëåêòðîñòàíöèÿõ èñòî÷íèêîì ðåàêòèâíîé ìîùíîñòè äëÿ àñèíõðîííîãî ãåíåðàòîðà ñëóæàò êîíäåíñàòîðû. Ïðîöåññ ñàìîâîçáóæäåíèÿ ãåíåðàòîðà ïðè íàëè÷èè îñòàòî÷íîãî ìàãíèòíîãî ïîëÿ ïîäîáåí ôèçè÷åñêîìó ïðîöåññó â ïîñëåäîâàòåëüíîì êîëåáàòåëüíîì êîíòóðå èç èíäóêòèâíîñòè L, êîíäåíñàòîðà Ñ è ñîïðîòèâëåíèÿ R
ãäå qt è åt - çàðÿä íà îáêëàäêàõ êîíäåíñàòîðà è ÝÄÑ êîíòóðà.
Óñòàíîâèâøååñÿ çíà÷åíèå ÝÄÑ îïðåäåëÿåò ïåðåñå÷åíèå õàðàêòåðèñòèêè íàìàãíè÷èâàíèÿ ãåíåðàòîðà ñ âîëüòàìïåðíîé õàðàêòåðèñòèêîé êîíäåíñàòîðà (ðèñ. 7). Òîê âîçáóæäåíèÿ ãåíåðàòîðà Iì = E/xì.
Ðèñóíîê 7 - Ê ïðîöåññó ñàìîâîçáóæäåíèÿ àñèíõðîííîãî ãåíåðàòîðà (s ˜ 0)
 óñòàíîâèâøåìñÿ ðåæèìå ðàáîòû áàëàíñó ýíåðãèé ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ êîíäåíñàòîðà è ìàãíèòíîãî ïîëÿ àñèíõðîííîãî ãåíåðàòîðà îòâå÷àåò ÷àñòîòà ýëåêòðîìàãíèòíûõ êîëåáàíèé
3. Ïàðàìåòðû àñèíõðîííûõ ãåíåðàòîðîâ
Ñòàòîðíûå îáìîòêè àñèíõðîííûõ ãåíåðàòîðîâ, êàê ëþáûõ àñèíõðîííûõ ìàøèí ñîñòîÿò èç êàòóøå÷íûõ ãðóïï ñ ÷èñëîì êàòóøåê q = Z/2pm, à èõ ÌÄÑ ìîæíî ïðåäñòàâèòü â âèäå ìíîæåñòâà ãàðìîíèê ñ àìïëèòóäàìè Fím. Êà÷åñòâî ÌÄÑ îöåíèâàþò ïî ìèíèìàëüíîé âåëè÷èíå êîýôôèöèåíòà äèôôåðåíöèàëüíîãî ðàññåÿíèÿ [1]
ãäå Fm - àìïëèòóäà îñíîâíîé ãàðìîíèêè = ð.
Ðàñïðåäåëåíèå àìïåð-ïðîâîäíèêîâ Àõ îáìîòêè ïî ïàçàì ñòàòîðà âïîëíå îïðåäåëåíî, è, ïðèíèìàÿ ðàäèóñ ñòàòîðà çà åäèíèöó, ÌÄÑ ìîæíî ïðåäñòàâèòü â âèäå
,
ãäå (õ) - ôàçà I1m N ïðîâîäíèêîâ â ïàçó ñ êîîðäèíàòîé õ.
Ñóììèðîâàíèå âåêòîðîâ Àõåiõ íà ïåðèîäå ÌÄÑ îáðàçóåò çàìêíóòóþ ôèãóðó - äèàãðàììó øðãåñà, ïî êîòîðîé îïðåäåëÿþò çíà÷åíèå ôä. Äëÿ îñíîâíîé ãàðìîíèêè ÌÄÑ îáìîòêè ñ
N = 2mw/Z
ïðîâîäíèêàìè â ïàçó äèàãðàììà øðãåñà ÿâëÿåòñÿ îêðóæíîñòüþ ðàäèóñîì
Ïðèíèìàÿ I1mN = 1,
è êîýôôèöèåíò äèôôåðåíöèàëüíîãî ðàññåÿíèÿ
ãäå Rä2 - ïîëÿðíûé ìîìåíò èíåðöèè ïàçîâûõ òî÷åê äèàãðàììû øðãåñà.
Ðåçóëüòèðóþùåé àìïëèòóäå îñíîâíîé ãàðìîíèêè ÌÄÑ îáìîòîê ñòàòîðà è ðîòîðà F0m îòâå÷àåò èíäóêöèÿ â âîçäóøíîì çàçîðå
à èíäóêöèè - íàìàãíè÷èâàþùèé òîê
,
ãäå k - êîýôôèöèåíò âîçäóøíîãî çàçîðà; k - êîýôôèöèåíò íàñûùåíèÿ ìàãíèòíîé öåïè; 0 - ìàãíèòíàÿ ïîñòîÿííàÿ. Ìàãíèòíûé ïîòîê îñíîâíîé ãàðìîíèêè
Ô = BDl/p,
ïåðåìåùàÿñü ñ ëèíåéíîé ñêîðîñòüþ 2f (D è l - âíóòðåííèé äèàìåòð è äëèíà ñòàòîðà;
= D/2p
- ïîëþñíîå äåëåíèå ñòàòîðà) îòíîñèòåëüíî 2wkîá ýôôåêòèâíûõ ïðîâîäíèêîâ ñòàòîðíîé îáìîòêè íàâîäèò â íèõ ÝÄÑ
Ïî ÝÄÑ ðàññ÷èòûâàþò ÷èñëî âèòêîâ îáìîòêè íà íîìèíàëüíîå ôàçíîå íàïðÿæåíèå Uí
ãäå
ke 1 - 75ð2/ZD
- ýìïèðè÷åñêèé êîýôôèöèåíò, ó÷èòûâàþùèé ïàäåíèå íàïðÿæåíèÿ íà îáìîòêå ïðè íîìèíàëüíîé íàãðóçêå.
Íàðÿäó ñ îñíîâíûì ïîòîêîì òîêè îáìîòîê ñòàòîðà è ðîòîðà ñîçäàþò ïîòîêè ðàññåÿíèÿ, îïðåäåëÿþùèå èíäóêòèâíûå ñîïðîòèâëåíèÿ îáìîòîê. Èíäóêòèâíîå ñîïðîòèâëåíèå îäíîñëîéíîé è äâóõñëîéíîé ñòàòîðíîé îáìîòêè:
;
ãäå: lë - äëèíà ëîáîâîé ÷àñòè âèòêà; - ñòåïåíü óêîðî÷åíèÿ øàãà;
- ñîïðîòèâëåíèå âçàèìîèíäóêöèè.
Îìè÷åñêîå ñîïðîòèâëåíèå ñòàòîðíîé îáìîòêè ñ à ïàðàëëåëüíûìè âåòâÿìè îïðåäåëÿåò ñðåäíÿÿ äëèíà âèòêà lâ (ì), ñå÷åíèå ïðîâîäà S (ìì2), óäåëüíîå ñîïðîòèâëåíèå ìåäè (ñ = 0,0174 Îìì/ìì2 ïðè 20Ñ) è òåìïåðàòóðíûé êîýôôèöèåíò ñîïðîòèâëåíèÿ (äëÿ ìåäè á = 0,0041/Ñ).
Àêòèâíîå ñîïðîòèâëåíèå ñòàòîðíîé îáìîòêè äëÿ ðàñ÷¸òíîé òåìïåðàòóðû 75Ñ è ÷àñòîòû òîêà f = 50 Ãö R1 = 0,0223lâw/ànS.
Ôàçíóþ îáìîòêó ðîòîðà ñîñòàâëÿþò ñòåðæåíü è äâà ýëåìåíòà çàìûêàþùèõ êîëåö (ðèñ. 8, Ic1 = Ic2 = … = I2 è I12 = I23 = … = Iêë).
Ðèñóíîê 8 - Ñõåìà òîêîâ â ñòåðæíÿõ è â ýëåìåíòàõ çàìûêàþùèõ êîëåö
Ïðè ðàñ÷¸òå àêòèâíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ ðîòîðíîé îáìîòêè R2 ñîïðîòèâëåíèå ýëåìåíòîâ çàìûêàþùèõ êîëåö 2Rêë ïðèâîäÿò ê ñîïðîòèâëåíèþ ñòåðæíÿ Rñ.
Ïðè ôàçîâîì ñäâèãå òîêîâ â ñòåðæíÿõ
ö2 = 2ðp/Z2
òîê â ýëåìåíòå çàìûêàþùåãî êîëüöà
Èíäóêòèâíîå ñîïðîòèâëåíèå ðîòîðíîé îáìîòêè:
,
ãäå Dê, hê, bê è lë2 - ñðåäíèé äèàìåòð, âûñîòà, øèðèíà è äëèíà ýëåìåíòà çàìûêàþùèõ êîëåö;
- êîýôôèöèåíò äèôôåðåíöèàëüíîãî ðàññåÿíèÿ.
Ñîîòâåòñòâåííî äëÿ ãàðìîíèêè :
Äëÿ âûñøèõ ãàðìîíèê R2í ? Rc.
Äåéñòâèå ãàðìîíèêè îöåíèâàþò ïî ïàðàìåòðàì, ïðèâåä¸ííûì ê ðîòîðíîé îáìîòêå (ðèñ. 9).
Ðèñóíîê 9 - Ñõåìà çàìåùåíèÿ äëÿ -é ãàðìîíèêè
Íà ñõåìå çàìåùåíèÿ:
ãäå
- êîýôôèöèåíò ïðèâåäåíèÿ òîêà ñòàòîðà ê òîêó ðîòîðà -é ãàðìîíèêè.
Ýëåêòðîìàãíèòíûé ìîìåíò îò ãàðìîíèêè
Ýëåêòðîìàãíèòíûé ìîìåíò îò îñíîâíîé ãàðìîíèêè
ãäå
- ïðèâåä¸ííîå ê ðîòîðó ñîïðîòèâëåíèå âçàèìîèíäóêöèè.
Àíàëèç ïàðàìåòðîâ. Îöåíèì äåéñòâèå âûðàæåííîé âûñøåé îáðàòíîâðàùàþùåéñÿ ãàðìîíèêè í = 5 äëÿ ãåíåðàòîðà íà áàçå àñèíõðîííîãî äâèãàòåëÿ ÀÈÐ112Ì2.
Äàííûå ÀÈÐ112Ì2: D = 108 ìì; l = 125 ìì; I1í = 14,7 À; ñîsí = 0,88; w = 108; R1 = 0,70 Îì; B = 0,71 Òë; k = 1,75; ä = 0,6 ìì; k = 1,2; Z2 = 28; bñê = 9,4 ìì; â = 100; Dê = 0,097 ì; hê = 0,022 ì; bê = 0,019 ì; lë2 = 0,011 ì; Ðýë1 = 402 Âò - ïîòåðè â ñòàòîðíîé îáìîòêå; Ðýë2 = 208 Âò - ïîòðè â ðîòîðíîé îáìîòêå; Ðñ = 274 Âò - ïîòåðè â ñòàëè; Ðì = 121 Âò - ïîòåðè ìåõàíè÷åñêèå.
Àìïëèòóäû ãàðìîíèê â äîëÿõ ìàëûõ ñòóïåíåê ÌÄÑ (ðèñ. 10, ñòîðîíû êàòóøåê ôàçû À îáîçíà÷åíû êâàäðàòàìè, ôàçû  - òðåóãîëüíèêàìè è ôàçû Ñ - êðóãàìè)
Ðèñóíîê 10 - Îñíîâíàÿ ãàðìîíèêà è ïåðâûå âûñøèå ãàðìîíèêè ÌÄÑ
Ïîòåðè õîëîñòîãî õîäà è àêòèâíàÿ ñîñòàâëÿþùàÿ òîêà õîëîñòîãî õîäà áàçîâîãî äâèãàòåëÿ (Uí = 220 Â):
Ð0 ˜ mIì2 R1 + Pñ + Ðì = 3 · 5,12 · 0,70 + 274 + 121 = 450 Âò;
I0a = Ð0/mUí = 450/(3 220) = 0,68 À.
Òîê õîëîñòîãî õîäà áàçîâîãî äâèãàòåëÿ
Ïðèâåä¸ííîå àêòèâíîå ñîïðîòèâëåíèå è àêòèâíîå ñîïðîòèâëåíèå ðîòîðíîé îáìîòêè:
ãäå
k = mw2/m2w22 = 3 1082 0,9562/(28 0,52 0,9992) = 4578.
Óãëó ñêîñà ïàçîâ ðîòîðà â = 100 ñîîòâåòñòâóþò çíà÷åíèÿ êîýôôèöèåíòîâ ðîòîðíîé îáìîòêè è èíäóêòèâíûõ ñîïðîòèâëåíèé:
Çíà÷åíèÿ ïàðàìåòðîâ è êîýôôèöèåíòîâ äëÿ ãàðìîíèêè = 5:
R2v ˜ Rñ = 0,9 10-4 Îì;
kîá2í = 0,969;
ô2í = 0,184;
õ2í = 1,15 · 10-4 Îì;
õ`ìí = 3,55 · 10-4 Îì.
Ïðè ðàáîòå àñèíõðîííîé ìàøèíû â ðåæèìå ãåíåðàòîðà ñ òåì æå íîìèíàëüíûì ñêîëüæåíèåì sí = 0,0365, ÷òî è ó áàçîâîãî äâèãàòåëÿ, ñêîëüæåíèå ðîòîðà ãåíåðàòîðà îòíîñèòåëüíî ãàðìîíèêè = 5
Ìîìåíòû îò îñíîâíîé ãàðìîíèêè è îò ãàðìîíèêè = 5:
ãäå
- êîýôôèöèåíòû ïðèâåäåíèÿ òîêà äëÿ îñíîâíîé è äëÿ -é ãàðìîíèêè.
Òàêèì îáðàçîì, äîïîëíèòåëüíîå òîðìîçíîå äåéñòâèå ìîìåíòîâ îò âûñøèõ ãàðìîíèê â ãåíåðàòîðàõ ïðàêòè÷åñêè íå ïðîÿâëÿåòñÿ.
Äîïîëíèòåëüíûå ïîòåðè â ðîòîðíîé îáìîòêå îò ãàðìîíèêè = 5
Ð = 5 = Ì (/ ) s = 0,0211 (314/5) 6,175 = 8,2 Âò.
4. Âûáîð áàçîâûõ àñèíõðîííûõ ìàøèí äëÿ ïðîåêòèðîâàíèÿ àñèíõðîííûõ ãåíåðàòîðîâ
Îðèåíòèðîì äëÿ âûáîðà áàçû àñèíõðîííîãî ãåíåðàòîðà ñëóæèò èíäóêòèâíîå ñîïðîòèâëåíèå ðîòîðíîé îáìîòêè, îêàçûâàþùåå ðàçìàãíè÷èâàþùåå äåéñòâèå íà ãåíåðàòîð ïðè íàãðóçêå. Ñðàâíèì ýòîò ïàðàìåòð äëÿ ñòàíäàðòíûõ àñèíõðîííûõ äâèãàòåëåé ÀÈÐ100L2 è ÀÈÐ112Ì2
Äàííûå ÀÈÐ112Ì2 è ðàñ÷¸òíûå çíà÷åíèÿ åãî ðîòîðíîé îáìîòêè R2 = 1,02 · 10-4 Îì, ô2í = 0,0063, kîá2 = 0,999 ïðèâåäåíû âûøå.
Íîìèíàëüíûé òîê ðîòîðà áàçîâîãî äâèãàòåëÿ
Ðàñ÷¸òíûì âåëè÷èíàì ÝÄÑ Å = 233  è èíäóêöèè Âä = 0,80 Òë ñîîòâåòñòâóåò ïîòîê è ÷èñëî âèòêîâ íà ôàçó ñòàòîðíîé îáìîòêè:
Ô = ÂäDl/p = 0,8 · 108 · 125 · 10-6/1 = 10,8 · 10-3 Âá;
w = E/(222kîáÔ) = 233/(222 · 0,956 · 10,8 · 10-3) = 102.
Ïðè ïðàêòè÷åñêè êâàäðàòè÷íîé çàâèñèìîñòè êîýôôèöèåíòà íàñûùåíèÿ ìàãíèòíîé öåïè äâóõïîëþñíîé ìàøèíû îò èíäóêöèè ïðèíèìàåì äëÿ ãåíåðàòîðà kì ? 2,3. Èíäóêòèâíîå ñîïðîòèâëåíèå ðîòîðíîé îáìîòêè è íàìàãíè÷èâàþùèé òîê ãåíåðàòîðà:
ãäå
kå = wkîá/w2kîá2 = 102 · 0,956/(0,5 · 0,999) = 195,2.
Èç âûðàæåíèÿ
íàõîäèì íîìèíàëüíîå ñêîëüæåíèå (Å = 222wkîáÔ è f = 50 Ãö)
Èç ñëåäóþùèõ âûðàæåíèé:
íàõîäèì ðåàêòèâíûé òîê ðîòîðà è åãî ïðèâåä¸ííîå çíà÷åíèå:
ãäå
ki = mwkîá/m2w2kîá2 = 3 · 102 · 0,956/(28 · 0,5 · 0,999) = 20,91.
Ñòåïåíü ðàçìàãíè÷èâàíèÿ òîêà ðîòîðà
Ãåíåðàòîð íà áàçå àñèíõðîííîãî äâèãàòåëÿ ÀÈÐ100L2.
Äàííûå ÀÈÐ100L2: I1í = 10,7 À; ñîsí = 0,89; D = 89 ìì; l = 136 ìì; w = 120; kîá = 0,956; R1 = 0,91 Îì; B = 0,71 Òë; k = 1,53; ä = 0,35 ìì; k = 1,23; Z/Z2 = 24/17; bñê = 9,9 ìì; kîá2 = 0,998; ôä2 = 0,0155; Dê = 0,08 ì, hê = 0,023 ì, bê = 0,022 ì, lë2 = 0,014 ì; Ðýë1 = 300 Âò; Ðýë2 = 178 Âò; Ðñ = 180 Âò; Ðì = 79 Âò.
Ïîòåðè õîëîñòîãî õîäà è àêòèâíàÿ ñîñòàâëÿþùàÿ òîêà õîëîñòîãî õîäà áàçîâîãî äâèãàòåëÿ (Uí = 220 Â):
Ð0 = mI02 R1 + Pñ + Ðì 3(I1í siní)2 R1 + Pñ + Ðì = 3(10,7 0,456)2 0,91 + 180 + 79 = 324 Âò;
I0a = Ð0/(mUí) = 324/ (3 220) = 0,49 À.
Ïðèâåä¸ííîå àêòèâíîå ñîïðîòèâëåíèå è àêòèâíîå ñîïðîòèâëåíèå ðîòîðíîé îáìîòêè:
ãäå
k = mw2/m2w22 = 3 1202 0,9562/(17 0,52 0,9982) = 9327.
Íîìèíàëüíûé òîê ðîòîðà
Ðàñ÷¸òíûì âåëè÷èíàì ÝÄÑ Å = 233  è Âä = 0,80 Òë ñîîòâåòñòâóåò kì ? 2,0, ïîòîê è ÷èñëî âèòêîâ íà ôàçó îáìîòêè ãåíåðàòîðà:
Ô = ÂäDl/p = 0,8 · 89 · 136 · 10-6/1 = 9,68 · 10-3 Âá;
w = E/(222kîáÔ) = 233/(222 · 0,956 · 9,68 · 10-3) = 112.
Èíäóêòèâíîå ñîïðîòèâëåíèå ðîòîðíîé îáìîòêè ãåíåðàòîðà
Íàìàãíè÷èâàþùèé òîê ãåíåðàòîðà
ãäå
kå = wkîá/w2kîá2 = 112 · 0,956/(0,5 · 0,998) = 214,6.
Èç âûðàæåíèÿ
íàõîäèì íîìèíàëüíîå ñêîëüæåíèå ðîòîðà ãåíåðàòîðà
Èç ñëåäóþùèõ âûðàæåíèé:
íàõîäèì ðåàêòèâíûé òîê ðîòîðà è åãî ïðèâåä¸ííîå çíà÷åíèå:
ãäå
ki = mwkîá/m2w2kîá2 = 3 · 112 · 0,956/(17 · 0,5 · 0,998) = 35,75.
Ñòåïåíü ðàçìàãíè÷èâàíèÿ òîêà ðîòîðà
ñòàòîðíûé ðîòîðíûé ãåíåðàòîð ìåæôàçíûé
Òàêèì îáðàçîì, ñòåïåíü ðàçìàãíè÷èâàíèÿ òîêà ðîòîðà ãåíåðàòîðà íà áàçå ÀÈÐ112Ì2 â 3,24 ðàçà ìåíüøå, ÷åì íà áàçå ÀÈÐ100L2. Ïðàêòè÷åñêè íà òàêóþ âåëè÷èíó áóäåò èçìåíÿòüñÿ è ïàäåíèå íàïðÿæåíèÿ ïðè çàãðóçêå àñèíõðîííîãî ãåíåðàòîðà.
Áîëüøîå âëèÿíèå íà ïàðàìåòðû àñèíõðîííûõ ãåíåðàòîðîâ îêàçûâàþò êîíñòðóêòèâíûå îñîáåííîñòè îáìîòîê ñòàòîðà.
Ðàçðàáîòêå ðàöèîíàëüíûõ ñõåì ñòàòîðíûõ îáìîòîê àñèíõðîííûõ ãåíåðàòîðîâ ñ íîâûìè âíóòðèôàçíûìè è ìåæôàçíûìè ñîåäèíåíèÿìè ñïîñîáñòâóþò ñîâðåìåííûå ìåòîäû èõ ôîðìèðîâàíèÿ, êîòîðûå áóäóò ðàññìîòðåíû â ñëåäóþùåé ïóáëèêàöèè.
Ëèòåðàòóðà
1. Áîãàòûð¸â Í.È. Ñõåìû ñòàòîðíûõ îáìîòîê, ïàðàìåòðû è õàðàêòåðèñòèêè ýëåêòðè÷åñêèõ ìàøèí ïåðåìåííîãî òîêà / Í.È. Áîãàòûð¸â, Â.Í. Âàíóðèí, Î.Â. Âðîíñêèé - Êðàñíîäàð: 2007. - 301 ñ.
2. Êîâà÷ Ê.Ï. Ïåðåõîäíûå ïðîöåññû â ìàøèíàõ ïåðåìåííîãî òîêà / Ê.Ï. Êîâà÷, È. Ðàö. - Ì. - Ë.: ÃÝÈ, 1963 - 744 ñ.
3. Êîïûëîâ È.Ï. Ìàòåìàòè÷åñêîå ìîäåëèðîâàíèå ýëåêòðè÷åñêèõ ìàøèí: Ó÷åáíèê äëÿ âóçîâ, 3-å èçäàíèå / È.Ï. Êîïûëîâ - Ì.: Âûñøàÿ øêîëà, 2001. - 327 ñ.
4. Ñèñòåìû àâòîíîìíîãî ýëåêòðîñíàáæåíèÿ: ìîíîãð. / Î.Â. Ãðèãîðàø, Í.È. Áîãàòûðåâ, Í.Í. Êóðçèí è äð.; ïîä ðåä. Í.È. Áîãàòûðåâà. - Êðàñíîäàð, 2001. - 333 ñ.
5. Óñîëüöåâ À.À. ×àñòîòíîå óïðàâëåíèå àñèíõðîííûìè äâèãàòåëÿìè. Ó÷åáíîå ïîñîáèå ïî äèñöèïëèíàì ýëåêòðîìåõàíè÷åñêîãî öèêëà / À.À. Óñîëüöåâ - "ÈÒÌÎ" Ñàíêò - Ïåòåðáóðã. 2006. - 95 ñ.
Ðàçìåùåíî íà Allbest.ru
...Ïîäîáíûå äîêóìåíòû
Ðàçáîðêà ìàøèí ñðåäíåé ìîùíîñòè. Ðåìîíò ñòàòîðíûõ îáìîòîê ìàøèí ïåðåìåííîãî òîêà. Îáìîòêè ìíîãîñêîðîñòíûõ àñèíõðîííûõ äâèãàòåëåé ñ êîðîòêîçàìêíóòûì ðîòîðîì. Ðåìîíò ÿêîðíûõ è ðîòîðíûõ îáìîòîê. Ðåìîíò îáìîòîê âîçáóæäåíèÿ. Ñóøêà è ïðîïèòêà îáìîòîê.
ó÷åáíîå ïîñîáèå [3,4 M], äîáàâëåí 30.03.2012Ñâàðî÷íûå ãåíåðàòîðû äëÿ ðó÷íîé äóãîâîé è àâòîìàòèçèðîâàííîé ñâàðêè. Ïðèíöèïèàëüíàÿ ñõåìà êîëëåêòîðíîãî ñâàðî÷íîãî ãåíåðàòîðà. Çàâèñèìîñòü ñðåäíåé ñêîðîñòè íàðàñòàíèÿ òîêà êîðîòêîãî çàìûêàíèÿ ãåíåðàòîðà ÃÑÎ-300À îò èçìåíåíèÿ ïàðàìåòðîâ öåïåé ÿêîðÿ.
ðåôåðàò [220,1 K], äîáàâëåí 24.12.2010Êîíñòðóêöèÿ ñèíõðîííîãî ãåíåðàòîðà è ïðèâîäíîãî äâèãàòåëÿ. Ïðèâåäåíèå ãåíåðàòîðà â ñîñòîÿíèå ñèíõðîíèçàöèè. Ñïîñîá òî÷íîé ñèíõðîíèçàöèè. Ïðîöåññ ñèíõðîíèçàöèè ãåíåðàòîðîâ ñ ïðèìåíåíèåì ëàìïîâîãî ñèíõðîíîñêîïà. Ïîðÿäîê ñëåäîâàíèÿ ôàç ãåíåðàòîðà.
ëàáîðàòîðíàÿ ðàáîòà [61,0 K], äîáàâëåí 23.04.2012Ôóíêöèîíèðîâàíèå àñèíõðîííûõ ìàøèí â ðåæèìå ãåíåðàòîðà. Óñòðîéñòâî àñèíõðîííûõ äâèãàòåëåé è èõ îñíîâíûå õàðàêòåðèñòèêè. Ïîëó÷åíèå âðàùàþùåãîñÿ ìàãíèòíîãî ïîòîêà. Ñîçäàíèå âðàùàþùåãî ìîìåíòà. ×àñòîòà âðàùåíèÿ ìàãíèòíîãî ïîòîêà ñòàòîðà è ñêîëüæåíèÿ.
ðåôåðàò [206,2 K], äîáàâëåí 27.07.2013Ðàñ÷åò è îïòèìèçàöèÿ ãåîìåòðè÷åñêèõ è ýëåêòðè÷åñêèõ ïàðàìåòðîâ òðåõôàçíûõ îáìîòîê ñòàòîðà ñèíõðîííîãî ãåíåðàòîðà. Êîíñòðóèðîâàíèå ñõåìû îáìîòêè, ðàñ÷åò ðåçóëüòèðóþùåé ÝÄÑ ñ ó÷åòîì âûñøèõ ãàðìîíè÷åñêèõ ñîñòàâëÿþùèõ. Íàìàãíè÷èâàþùèå ñèëû òðåõôàçíîé îáìîòêè.
êóðñîâàÿ ðàáîòà [2,1 M], äîáàâëåí 24.04.2014Óñòàíîâèâøèéñÿ ðåæèì òðåõôàçíîãî êîðîòêîãî çàìûêàíèÿ ñèíõðîííîãî ãåíåðàòîðà. Ôèçè÷åñêèå ÿâëåíèÿ ïðè âíåçàïíîì òðåõôàçíîì êîðîòêîì çàìûêàíèè â öåïè ñèíõðîííîãî ãåíåðàòîðà áåç àâòîìàòè÷åñêîãî ðåãóëÿòîðà íàïðÿæåíèÿ. Ïðîöåññû èçìåíåíèÿ ìàãíèòíûõ ïîòîêîâ.
ëåêöèÿ [76,5 K], äîáàâëåí 11.12.2013Âûáîð ñõåìû ãåíåðàòîðà èìïóëüñîâ íàïðÿæåíèÿ è îáùåé êîìïîíîâêè êîíñòðóêöèè. Ðàñ÷åò ðàçðÿäíîãî êîíòóðà ãåíåðàòîðà, ðàçðÿäíûõ, ôðîíòîâûõ è äåìïôåðíûõ ñîïðîòèâëåíèé, êîììóòàòîðîâ èìïóëüñíîé èñïûòàòåëüíîé óñòàíîâêè. Ðàçðàáîòêà ñõåìû óïðàâëåíèÿ óñòàíîâêîé.
êóðñîâàÿ ðàáîòà [904,3 K], äîáàâëåí 29.11.2012Îïðåäåëåíèå íàïîðà è ðàñõîäà âîäû äëÿ ãèäðîýëåêòðîñòàíöèè, äèàìåòðà ðàáî÷åãî êîëåñà, ÷àñòîòû âðàùåíèÿ òóðáèíû, âûñîòû âñàñûâàíèÿ è ïîäáîð ãåíåðàòîðà. Ðàñ÷åò ýíåðãåòè÷åñêèõ è êîíñòðóêòèâíûõ ïàðàìåòðîâ êîìáèíèðîâàííîé âåòðîýëåêòðè÷åñêîé ýíåðãîóñòàíîâêè.
êóðñîâàÿ ðàáîòà [166,2 K], äîáàâëåí 26.12.2015Óñòðîéñòâî ñèíõðîííîãî ãåíåðàòîðà, ýêñïåðèìåíòàëüíîå ïîäòâåðæäåíèå òåîðåòè÷åñêèõ ñâåäåíèé î åãî ñâîéñòâàõ. Ñáîð ñõåìû ãåíåðàòîðà, ïðîáíûé ïóñê è ïðîâåðêà âîçìîæíîñòè ðåãóëèðîâàíèÿ ïàðàìåòðîâ. Àíàëèç ðåçóëüòàòîâ ýêñïåðèìåíòà, ñîñòàâëåíèå îò÷åòà.
ëàáîðàòîðíàÿ ðàáîòà [221,2 K], äîáàâëåí 23.04.2012Óñòðîéñòâî àñèíõðîííîé ìàøèíû: ñòàòîð è âðàùàþùèéñÿ ðîòîð. Ìåõàíè÷åñêàÿ õàðàêòåðèñòèêà àñèíõðîííîãî äâèãàòåëÿ, åãî ïîñòîÿííûå è ïåðåìåííûå ïîòåðè. Ìåòîäû ðåãóëèðîâàíèÿ ÷àñòîòû âðàùåíèÿ äâèãàòåëÿ. Ðàáîòà ñèíõðîííîãî ãåíåðàòîðà â àâòîíîìíîì ðåæèìå.
ïðåçåíòàöèÿ [9,7 M], äîáàâëåí 06.03.2015Ñõåìà ãåíåðàòîðà ëèíåéíî âîçðàñòàþùåãî íàïðÿæåíèÿ. Òèïè÷íûå ôîðìû ïèëîîáðàçíîãî íàïðÿæåíèÿ. Ñòàáèëèçàöèÿ êîíäåíñàòîðà âî âðåìÿ ðàáî÷åãî õîäà. Íîìèíàë ðåçèñòîðà â êîëëåêòîðíîé öåïè. Àìïëèòóäà âûõîäíîãî èìïóëüñà, îáðàòíûé õîä è êîýôôèöèåíò íåëèíåéíîñòè.
êóðñîâàÿ ðàáîòà [210,4 K], äîáàâëåí 07.10.2011Îñíîâíûå äîñòîèíñòâà è íåäîñòàòêè àñèíõðîííûõ (èíäóêöèîííûõ) ìàøèí, èñòîðèÿ èõ ñîçäàíèÿ. Óñòðîéñòâî àñèíõðîííîãî äâèãàòåëÿ. Äâèãàòåëè ñ óëó÷øåííûìè ïóñêîâûìè ñâîéñòâàìè. Àíàëèç ïðèíöèïà ïîäêëþ÷åíèÿ àñèíõðîííîãî äâèãàòåëÿ ÷åðåç ìàãíèòíûé ïóñêàòåëü.
ïðåçåíòàöèÿ [5,1 M], äîáàâëåí 26.08.2015Ðàñ÷åò ñå÷åíèé è ïîòåðü íàïðÿæåíèÿ ïðîâîäîâ, íîìèíàëüíîé ìîùíîñòè òðàíñôîðìàòîðíîé ïîäñòàíöèè, òîêîâ êîðîòêîãî çàìûêàíèÿ, ïóñêîçàùèòíîé àïïàðàòóðû. Ïðîêëàäêà òðàññ ëèíèé. Èññëåäîâàíèå çàùèòû ýëåêòðîäâèãàòåëåé ìåòîäîì êàïñóëèðîâàíèÿ ñòàòîðíûõ îáìîòîê.
äèïëîìíàÿ ðàáîòà [1,7 M], äîáàâëåí 08.10.2015Ñèñòåìû âîçáóæäåíèÿ ñèíõðîííûõ ãåíåðàòîðîâ. Èçìåíåíèå âåëè÷èíû âûïðÿìëåííîãî íàïðÿæåíèÿ. Ñèñòåìû àâòîìàòè÷åñêîãî ðåãóëèðîâàíèÿ âîçáóæäåíèÿ ñèíõðîííûõ ãåíåðàòîðîâ. Èçìåíåíèå òîêà âîçáóæäåíèÿ ñèíõðîííîãî ãåíåðàòîðà. Àêòèâíîå ñîïðîòèâëåíèå îáìîòêè.
êîíòðîëüíàÿ ðàáîòà [651,7 K], äîáàâëåí 19.08.2014Ñâîéñòâà è õàðàêòåðèñòèêè ñèíõðîííîãî ãåíåðàòîðà. Ïîòåðÿ ýíåðãèè ïðè ïðåîáðàçîâàíèè â ñèíõðîííîì ãåíåðàòîðå ìåõàíè÷åñêîé ýíåðãèè â ýëåêòðè÷åñêóþ. Óñòîé÷èâîñòü è óâåëè÷åíèå ïåðåãðóçî÷íîé ñïîñîáíîñòè ãåíåðàòîðà. Îñîáåííîñòè ïàðàëëåëüíîé ðàáîòû ãåíåðàòîðà.
ðåôåðàò [206,4 K], äîáàâëåí 14.10.2010Öåëü è çàäà÷è ðàçðàáîòêè îïûòíîé òåïëîíàñîñíîé óñòàíîâêè ñ àâòîíîìíûì ýëåêòðîñíàáæåíèåì. Òåïëîôèçè÷åñêèå ïàðàìåòðû îáúåêòà; áëîê-ñõåìà óñòðîéñòâà àâòîíîìíîãî ýëåêòðîñíàáæåíèÿ; âûáîð è îáîñíîâàíèå ïðåîáðàçîâàòåëÿ. Ñîñòàâëåíèå ìàòåìàòè÷åñêîé ìîäåëè ÒÍÓ.
äèïëîìíàÿ ðàáîòà [1,8 M], äîáàâëåí 16.05.2012Ðàñïðåäåëåíèå ãåíåðàòîðîâ ìåæäó ÐÓ ÂÍ è ÐÓ ÑÍ. Âûáîð ãåíåðàòîðîâ è áëî÷íûõ òðàíñôîðìàòîðîâ. Ñõåìû ýëåêòðîñíàáæåíèÿ ïîòðåáèòåëåé ñîáñòâåííûõ íóæä ÀÝÑ. Îïðåäåëåíèå ìîùíîñòè äèçåëü-ãåíåðàòîðîâ ñèñòåì íàäåæíîãî ïèòàíèÿ. Ðàñ÷åò òîêîâ êîðîòêîãî çàìûêàíèÿ.
äèïëîìíàÿ ðàáîòà [381,1 K], äîáàâëåí 01.12.2010Ðåæèìû ðàáîòû è îáëàñòè ïðèìåíåíèÿ àñèíõðîííûõ ìàøèí. Êîíñòðóêöèè è îáìîòêè àñèíõðîííûõ ìàøèí. Ïðèìåíåíèå âñûïíûõ îáìîòîê ñ ìÿãêèìè êàòóøêàìè è îáìîòêè ñ æåñòêèìè êàòóøêàìè. Îòëè÷èòåëüíûå ÷åðòû êîðîòêîçàìêíóòûõ è ôàçíûõ îáìîòîê ðîòîðîâ àñèíõðîííûõ ìàøèí.
ðåôåðàò [708,3 K], äîáàâëåí 19.09.2012Ðàñ÷åò àâèàöèîííîãî ãåíåðàòîðà ñ ïàðàëëåëüíûì âîçáóæäåíèåì. Ðàñ÷åò òðåõôàçíîãî àñèíõðîííîãî äâèãàòåëÿ ñ êîðîòêîçàìêíóòûì ðîòîðîì è âûïðÿìèòåëüíîãî óñòðîéñòâà. Âûáîð ñõåìû âûïðÿìèòåëÿ. Çàâèñèìîñòü ïëîòíîñòè òîêà â îáìîòêàõ îò ìîùíîñòè òðàíñôîðìàòîðà.
êóðñîâàÿ ðàáîòà [1,1 M], äîáàâëåí 13.01.2014Âûáîð êîëè÷åñòâà, òèïîâ è ïàðàìåòðîâ îñíîâíûõ è ñòîÿíî÷íîãî ãåíåðàòîðà. Ðåæèìû ðàáîòû îñíîâíûõ ãåíåðàòîðîâ, ïðîâåðêà çàãðóæåííîñòè ïî ðåæèìàì, óñòðîéñòâî è ïðèíöèï äåéñòâèÿ. Ðàñ÷åò è âûáîð ãåíåðàòîðíûõ àâòîìàòîâ è êîíòàêòîðîâ. Âèäû çàùèò ãåíåðàòîðîâ.
êóðñîâàÿ ðàáîòà [223,7 K], äîáàâëåí 26.02.2012