Проектирование специальных электрических машин переменного тока - Балагуров В.А.
Скачать (прямая ссылка):
От вектора напряжения ІІфі откладывается угол ср и находится направление вектора I.
Из конца вектора тока Z1 опускается перпендикуляр к вектору t/фі до пересечения с направляющей линией вектора Z. Этот вектор — перпендикуляр в масштабе — соответствует емкостному току Zc и определяет на направляющей линии тока нагрузки вектор Z — ток нагрузки; величину тока нагрузки можно определить с помощью соотношения:
/ = (t/tl//?H)cos<?. (4.80)
Выполнив изложенные вычисления и построения векторной диаграммы напряжения для нескольких значений нагрузки, получаем расчетные значения токов и напряжения для построения внешней характеристики генератора.
Существенное влияние на внешнюю характеристику оказывает величина возбуждающей емкости (см. рис. 4.4, а). Использование
164
сравнительно больших емкостей приводит к повышению напряжения холостого хода и к большому насыщению магнитной системы генератора. Небольшие емкости обусловливают быстро спадающие внешние характеристики и уменьшение отдаваемой мощности генератором.
§ 4.11. расчет внешних характеристик при регулировании напряжения посредством подмагничивания спинки якоря
Для стабилизации и регулирования напряжения асинхронных генераторов применяется ряд способов: изменение емкости шунтирующих конденсаторов,' применение управлаемых дросселей насыщения и различных стабилизаторов напряжения, подмагничивание спинки якоря. Последний способ регулирования напряжения достаточно прост и эффективен — он обеспечивает высокую точность регулирования напряжения и представляет большой интерес для практики.
Так как наличие МДС обмотки подмагничивания изменяет исходную кривую намагничивания машины, то расчет внешней характеристики для данной постоянной МДС подмагничивания сводится к учету этого изменения. Задачу нахождения магнитной характеристики машины при воздействии постоянной МДС обмотки подмагничивания можно решить, рассмотрев схему магнитных проводимостей машины с подмагничиванием спинки якоря (рис. 4.17).
Наличие МДС подмагничивания вызывает изменения магнитного состояния спинки якоря и магнитных потоков в частях спинки якоря. В одной части спинки якоря МДС подмагничивания и МДС возбуждения направлены встречно, а в другой части — согласно. Это обусловливает разницу в величине потоков Фп и Ф]2 (рис. 4.17).
Для построения искомой кривой намагничивания при действии МДС обмотки подмагничивания Fn можно принять следующий порядок (рис. 4.18).
Строим частичные характеристики (на пару полюсов):
^=^20 = ^(0^ + 0,1 + 0^ + 20/2) и 0J=FjGj,
т. е. характеристики магнитной цепи без учета падения магнитного напряжения в спинке якоря и отдельно спинки якоря.
Смещаем характеристику спинки якоря 0J = T7JiGj вправо и влево на Ful2p = Fm. Получаем новые характеристики Ф\ и Ф".. Суммируя ординаты этих характеристик (ординаты характеристик Q1J=FjQ'. и Q". = FjO".}, в правом квадранте (рис. 4.18) получаем зависимость результирующего потока в спинке якоря <PI3=FjGja при данной постоянной МДС подмагничивания. Здесь G33 — эквивалентное значение проводимости параллельных участков спинки якоря при действии МДС Fm (рис. 4.18). Кривая потока 0J3 идет ниже кривой 0]S = 2F3Gj, построенной для случая Fm = 0.
165
Суммируя абсциссы характеристик 04=FSG и <Prd=F3Gra, при одинаковых потоках получаем искомую кривую намагничивания 06 = Fm(!G + G,8) =7(F) при 77nT = const>0. Эта кривая идет ниже кривой F^ = Fm(IG+ 2G1)= j(F), построенной для случая, когда Fux = 0.
Кривая Фб=}{Р), построенная при наличии МДС подмагничива-ния F11x = const, позволяет построить кривые фазной ЭДС и индуктивного сопротивления цепи намагничивания от тока намагничивания:
и Х„
-фі:
подмагничиваю-
Общая МДС щей Fn = FmZp.
Затем производим расчет и построение семейства внешних характеристик при различных Fn = COnSt методом, изложенным в § 4.10. При наличии МДС Fn внешние характе-
рне. 4 17. Схема замещения магнитных проводимостей магнитной цепи асинхронного генератора с подмагничиванием спинки якоря на пару полюсов-
Fm — МДС возбуждения; Fn — МДС подмаг-ничивания на полюс; Gg, Gz[, G22, Gj2, Gn',
G j" — соответственно проводимости воздушного зазора, зубцов статора и ротора, спинки ротора и двух частей спинки якоря
Рис. 4 18 Графическое построение характеристики магнитной цепи асинхронного генератора при действии МДС подмагричивания спинки якоря Fn:
t-<b=HF) F =0; 3 частичная
2-ф 2=f(F)
при
ф.
5 — Ф,
характеристика, „ — -*-3-=f(F) — характеристика спинки якоря; 6-<b," = f(F); 7-Ф, =f(F) при
fnT^0; «- Ф. =f(F) при F
ристики (см. рис. 4.4, б) располагаются ниже, чем при Fn = O. По семейству внешних легко можно построить регулировочную характеристику.
Как показывают расчеты и эксперимент, регулирование напряжения подмагничиванием спинки якоря для асинхронных генераторов является более экономичным, чем для магнитоэлектрических генераторов.
166
§ 4.12. РАСЧЕТ ОБМОТКИ ПОДМАГНИЧИВАНИЯ
Обмотка подмагничивания тороидально охватывает спинку якоря по всей его окружности. Одна сторона обмотки подмагничивания располагается в тех же пазах, что и якорная обмотка статора (рис. 4.19), а другая — во внешних пазах поверх спинки якоря. Витки обмотки подмагничивания в пазу якоря могут занимать значительную площадь (до Уз площади паза), что необходимо учитывать при проектировании паза статора.
