Синхронные машины. Машины постоянного тока

Методическое пособие - Физика

Другие методички по предмету Физика

Скачать Бесплатно!
Для того чтобы скачать эту работу.
1. Пожалуйста введите слова с картинки:

2. И нажмите на эту кнопку.
закрыть



не замыкать накоротко л не приводить во вращение.

Несимметричные установившиеся короткие замыкания. Простейшим примером несимметричной нагрузки является однофазное короткое замыкание. Этот режим помимо методического имеет и большое практическое значение, так как его результаты можно использовать при определении токов аварийного короткого замыкания.

При однофазном коротком замыкании (рис.1.62, а)

 

; и .

Из условия (2108) получим для этого режима

 

.(1.63)

 

Следовательно, в данном случае во всех трех фазах возникают токи прямой, обратной и нулевой последовательностей, хотя и имеют место условия İВ1 + İВ2 + İВ0 = İВ = 0 и İС1 + İС2 + İСо =İС = 0.

Вращающийся магнитный поток возбуждения индуктирует во всех фазах э.д.с. только прямой последовательности Ė1 = Ė0. Пренебрегая активными сопротивлениями, для фазы А X можно написать

 

(1.64)

 

или с учетом (1.63)

 

EA = jiA(xnp + x2 + x0)/3,(1.65)

 

откуда установившийся ток однофазного короткого замыкания

 

.(1.66)

 

Рис.1.62 Схема однофазного короткого замыкания (а) и векторная диаграмма токов и напряжений при этом режиме (б)

 

Сравнивая (1.66) с величиной установившегося тока трехфазного короткого замыкания Iкз = Е0сн, получаем, что Iк1 > Iкз, так как xпр = xсн; х2 < хсн и х0 < хсн. Величину напряжений для фаз ВY и СZ определим из уравнений:

 

UB = EBjIBlxnvjiBix2jIB0x0;(1.67)

Uc = EcjiclxnvjiC2x2jiC0x0. (1.68)

 

На рис.1.62, б показана векторная диаграмма, построенная по (1.64), (1.67) и (1.68) для всех трех фаз. Построение начинается с вектора ĖА и отстающего от него по фазе на 90 вектора İА. Векторы İA1, İA2 и İА0 совпадают с вектором İA по фазе и составляют ⅓ от него по величине. Остальные векторы симметричных составляющих соответственно ориентируются по току в фазе А X. Дальнейшие построения производятся обычным порядком с учетом того, что векторы фазных э. д. с. сдвинуты относительно друг друга на 120.

Двухфазное короткое замыкание, например, фаз А X и ВY (рис.1.63, а) характеризуется следующими соотношениями: İС = 0; AB = 0; A=B в силу симметрии схемы и İА = İВ, так как при положительном направлении тока в фазе А X (например, от конца фазы к началу), в фазе ВY ток будет иметь отрицательное направление. Токи нулевой последовательности в данном режиме равны нулю, так как

 

.(1.69)

 

Рис.1.63 Схема двухфазного короткого замыкания (а) и векторные диаграммы токов и напряжений при этом режиме (б, в)

 

Так как в фазе СZ сумма токов прямой и обратной последовательностей равна нулю

 

.(1.70)

 

и для нее İС1 = İС2, то, очевидно, во всех фазах токи прямой и обратной последовательностей будут равны по модулю (рис.1.63, б). Для определения установившегося тока двухфазного короткого замыкания İк2 будем исходить из фазных напряжений:

 

(1.71)

 

При этом линейное напряжение

Из векторной диаграммы (рис.1.63, б) следует, что

.(1.72)

 

Откуда

 

.(1.73)

 

Следовательно,

 

.(1.74)

 

Так как İАİВ = 2İА = (İА1İВ1) +(İА2İВ2) = 2İАВ1 получаем

 

.(1.75)

 

Векторная диаграмма напряжений при двухфазном коротком замыкании изображена на рис.1.63, в.

Внезапное (аварийное) короткое замыкание. При одно- и двухфазном внезапных коротких замыканиях ток короткого замыкания больше, чем при трехфазном аварийном коротком замыкании, в соответствии с тем, что при установившемся режиме ток при двух- и однофазном коротких замыканиях больше, чем при трехфазном. В случае аварийных несимметричных коротких замыканий возникают, так же как при трехфазном коротком замыкании, апериодическая и периодическая составляющие тока. Начальное действующее значение периодической составляющей тока Iуст.макс можно определять по формулам (1.66) или (1.75), подставляя вместо хпр величину х"d или xd. При этом индуктивные сопротивления х2 и х0 остаются практически одинаковыми как для установившихся, так и для переходных режимов. В остальном определение тока короткого замыкания при несимметричных режимах производится так же, как и при трехфазном коротком замыкании.

 

1.20 Синхронные машины с постоянными магнитами

 

Машины с постоянными магнитами позволяют уменьшить потери в машине, а также (при полюсах, расположенных на роторе) избавиться от подвода тока через контактные кольца к обмотке возбуждения. Недостатком постоянных магнитов с высокой коэрцитивной силой является их чрезвычайно высокая стоимость. Однако в настоящее время появились первые образцы электрических машин с дешевыми ферритно-бариевыми магнитами. Типичная кривая намагничивания ферритно-бариевого магнита изображена на рис.1.64. Остаточная индукция такого магнита Вг ≈ 0,35 Т, коэрцитивная сила Hс ≈ 250 кА/м. Но чтобы

s