Bessonov1 (1063915), страница 35

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 35)

6.27). Катуш"" "а рис. 6.27 даны вразрез„торцовые части катушек не показаны; Рис. 6.27 каждая из катушек занимает лишь небольшую часть окружности статора (или ротора). В действительности каждая из катушек (прямые и обратные провода ее) занимает около 1/3 окружности расточки статора (или окружности ротора). Вал ротора двигателя соединен с валом рабочей машины. Допустим, что сначала ротор неподвижен. При этом вращающееся магнитное поле, созданное обмотками статора, пересекает провода катушек неподвижного ротора с угловой частотой ь и наводит в них ЗДС.

ЗДС вызовут токи в катушках ротора. По закону Ленца, эти токи стремятся своим магнитным полем ослабить вызвавшее их м а гнитное поле. Механическое взаимодействие токов ротора с вращающимся магнитным полем приведет к тому, что ротор начнет вращаться в ту же сторону, в какую вращается магнитное поле (в этом можно убедиться, применив правило левой руки). В установившемся режиме частота вращения ротора ь составляет (0,98-:-0,95) го.

Двигатель называют асинхронным потому, что ротор его вращается не синхронно с вращающимся полем; ь, не может равняться угловой частоте вращающегося поля. Зто станет понятно, если учесть, что при го, = го вращающееся поле не пересекало бы провода катушек ротора„в них отсутствовал бы ток и ротор не испытывал бы вращающего момента. В курсе ТОЗ ограничимся качественным рассмотрением основных положений, характеризующих принцип работы асинхронного двигателя. Подробнее эти вопросы изучают в курсе электрических машин. $6.20.

Разложение несимметричной системы на системы прямой, обратной н нуле вой последовательностей фаз. Любую несимметричную систему трех токов, напряженийй, потоков одинаковой частоты (обозначим их А, В, С,) можно однозначно представить в виде трех систем: нулевой, прямой н обратной последовательностей фаз. Система прямой последовательности (рис. 6.28, а) состоит из трех векторов А ~ Вп Сп равных по модулю н повернутых относительно друг друга на 120 ', причем вектор В~ отстает от вектора А~ на 120 .

Используя оператор атрехфазной системы (см. 5 6.10), можно записать: В1 —— и А~,. 2 200 С! — — а Аг Система обратной последовательности (рис. 6.28, б) состоит из векторов Аге В2, равных по модулю и повернутых относительно друг друга на 120', причем вектор 2' р В, опережает вектор А2 на 120': (6.16) В2= и А2 Система нулевой последовательности (рис. 6.28, в) образована тремя векторами, совпадающими по фазе: Ао = Во = Со- (6.17) Выразим заданные три вектора А, В, С через векторы симметричных систем следующим образом: А =Ао+А, +Аз, (6 18) в Во + В1 + В2 с=с,+с,+с, Перепишем (6.18) с учетом (6.15) и (6.16): А =Ао+А, +А; (6.19) В=Ао+а А,+аА; С =Ао+ а А, + аз А (6.20) (6.21) Из системы уравнений(6.19) — (6 21) найдем Ао, А и А2„через заданные векторы А, В, С.

Для определения Ао сложим уравнения (6.19) — (6.21) и учтем, что! + а + +а = О. В результате получим 1 А,= — (А+ В+ С). о — З (6.22) Таким образом, для нахождения Ао следует геометрически сложить три заданных вектора и взять одну треть от полученной суммы. Для нахождения А! к уравнению (6.!9) прибавим уравнение (6.20), умноженное на а, и уравнение (6.21), умноженное на и~; А, = — (А + иВ + а С). 2 3 (6.23) $6.21. Основные положения метода симметричных составляющих.

Трехфазные системы передачи электрической энергии состоят из источников энергии, линий "ередачи, трансформаторов и электродвигателей. В результате какой-либо аварии ("аиример, короткого замыкания или обрыва провода) или при несимметричной ""'Рузке на элементах системы (электродвигателях, трансформаторах, самой ли""и передачи) возникают несимметричные напряжения. 201 Следовательно, одна треть суммы, состоящей из вектора А плюс вектор В ;(повернутый против часовой стрелки на 120 ') н плюс вектор С (повернутый по часовой стрелке на 120,'), дает вектор А,.

Для вычисления А к уравнению (6.19) прибавим уравнение (6.20), предварительно умноженное на а, и уравнение (6.11), умноженное на а: А = — (А + и В + иС). 1 (6.24) 2 З Ярме 0р1ечнап ! / Рис. 6.29 Расчет токов и напряжений в таких системах производят с помощью схем заме щения, на которых все элементы системы должны быть представлены комплексными сопротивлениями. Но сопротивление на фазу одного и того же элемента не одинаково для разных последовательностей.

Поэтому расчет следует вести для каждой из последовательностей отдельно, а затем искомую величину (ток или напряжение) определить как сумму токов или соответственно напряжений нулевой, прямой и обратной последовательностей. Рассмотрим причины, обусловливающие различные значения сопротивления одного и того же элемента для разных последовательностей фаз (при относительно низких частотах).

Сопротивление на фазу трехфазной линии передачи для прямой, обратной и нулевой последовательностей фаз обозначим соответственно 2~~, Лх„ЛО . Сопротивление на фазу линии передачи для прямой последовательности 21™равно сопротивлению на фазу линии для обратной последовательности Е~л, но не равно сопротивлению на фазу линии для нулевой последовательности фаз вследствие различных значений индуктивиости на фазу трехфазной линии для систем прямой и нулевой последовательностей фаз.

Различные значения индуктивностей на фазу линии для прямой и нулевой последовательностей фаз объясняются двумя причинами. Во-первых, индуктивность на фазу линии для прямой и обратной последовательностей определяется только геометрическими размерами петель, образованных линейными проводами, тогда как индуктивность на фазу линии для нулевой последовательности зависит не только от геометрических размеров петель, образованных линейными проводами, но и от геометрических размеров петель, образованных линейными проводами и нулевым проводом.

Во-вторых, ЭДС, наводимые в петлях провода линии для прямой и обратной последовательностей, представляют собой геометрическую сумму ЭДС, наводимых сдвинутыми по фазе на 120 токами в линейных проводах, тогда как ЭДС, наводимые в петлях проводов линии для нулевой последовательности, созданы совпадающими по фазе токами нулевой последовательности. В трехфазном трехстержневом трансформаторе (магнитная система его изображена на рис. 6.29) сопротивление иа фазу для нулевой последовательности Яо, не равно сопротивлению на фазу для прямой последовательности 21„но 71, = Лз„где 2~, — сопротивление на фазу для обратной последовательности. Объясняется это главным образом тем, что магнитные потоки нулевой последовательности Фо всех трех фаз находятся в фазе и поэтому не могут замыкаться по соседним стержням магнитной системы и замыкаются по воздуху (рис.

6.29). Магнитные потоки трех фаз прямой Ф, и соответственно обратной последовательностей по фазе сдвинуты на !20 ' н поэтому могут замыкаться по соседним стержням магнитной системы. Так как магнитное сопротивление по пути в воздухе много больше магнитного сопротивления по пути в стали, то при одинаковых токах нулевой и прямой последовательностей Фр сФг Поэтому Ло,(Х~,. Еще большее различие имеют сопротивления прямой 2~„, обратной Х~д н нулевой Уо последовательностей асинхронного двигателя.

202 Если к выходным зажимам трехфазного асинхронного двигателя (см. Рис. б.27) повременно подвести напряжения прямой, нулевой и обратной последовательноеи фаз, то входное сопротивление на фазу двигателя для прямой последовательти Я, не будет равно входному сопротивлению на фазу для обратной последовальности Лз„и оба они будут отличны от входного сопротивления для нулевой последовательности Х.о„. Разберем, чем это об.ьясняется.

Под действием напряжения прямой последовательности в двигателе создается круговое вращающееся магнитное поле. Оно увлекает за собой ротор двигателя. ротор вращается с угловой частотой ьр Система напряжений обратной последоваельности также создает круговое вращающееся поле, но направление вращения его обратно направлению вращения поля прямой последовательности. Система напряжений нулевой последовательности вращающегося магнитного поля не создает.

Вокруг статорных обмоток ею создаются пульсирующие потоки, замыкающиеся по воздушному зазору между статором и ротором, подобно тому как в трехстержневом трехфазном трансформаторе (рис. 6.29) потоки от нулевой последовательности, выходя из сердечника, замыкались по воздуху. Входное сопротивление на фазу двигателя для данной последовательности зависит не только от активного и реактивного сопротивлений фазы статорной обмотки, но и от активного и реактивного сопротивлений роторной обмотки [ подобно тому как в трансформаторе входное сопротивление определяется не только собственным сопротивлением первичной обмотки, ион сопротивлением, вносимым вторичной обмоткой (см. ф 3.39)).

Индуктивное сопротивление фазы ротора прямо пропорционально частоте. ЭДС прямой последовательности создают в роторе токи частоты (ы — ы ), чтосоставляет примерноот0 02до005в, тогда как токи ротора от обратно вращающегося поля имеют частотуы+ы ~(!,98 —:1,95)ы. Так как частоты токов в роторе, создаваемые прямой и обратной последовательностями, различны, то различны и входные сопротивления на фазу для прямой (Х~ ) и обратной (Л, „) последовательностей. Магнитные потоки нулевойпоследовательйости фаз замыкаются, минуя ротор, а потоки прямой и обратной последовательностей фаз проходят через ротор. При одном и том же токе прямой и нулевой последовательностей соответствующие им потоки различны.

Поэтому для асинхронного двигателя Яо —,6 У~ „-6Х~„. Расчет по методу симметричных составляющих состоит в следующем. На основании принципа наложения, применимого к линейным цепям, заданный несимметричный режим работы схемы представляют как результат наложения трех симметричных режимов. В первом симметричном режиме все токи, ЭДС и напряжения содержат только составляющие прямой последовательности фаз, а линии передач, вращающиеся машины и трехфазные трансформаторы представлены на схемах их сопротивлениями для прямой последовательности.

Характеристики

Список файлов книги