22. Электромагнитные процессы

В машинах постоянного тока сталь обычно находится в ненасыщенном состоянии, поэтому индуктивность обмоток якоря обычно невелика и часто полагают ее постоянной. Она приводится в некоторых каталогах. В тех случаях когда этих данных нет, ее можно определить по приближенной формуле Уманского: , где

p*ωн- частота тока в обмотке якоря;

β- коэффициент пропорциональности, и для машин без компенсации β=0,6 , а для машин с компенсацией β=0,25.

Экспериментально индуктивность обмотки якоря находят по кривой гашения тока. Для этого собирается следующая схема.

Я корь машины при неподвижной машине подключается к сети постоянного тока и через некоторое время замыкается накоротко ключом К. При этом осциллограф включенный в цепь якоря фиксирует кривую изменения тока от времени. Очевидно, что эта кривая описывается уравнением первого порядка , из которого можно определить постоянную времени Тя=I/(dI/dt) или Тя=Lя/Rя. То есть постоянная времени цепи якоря может быть найдена исходя из значения тока и его производной в любой точке кривой. Графически Тя можно найти как подкасательную для любой точки кривой гашения тока. Учитывая некоторое насыщение железа находят усредненное значение Lя. Индуктивность обмоток возбуждения является функцией тока возбуждения и изменяется в зависимости от насыщения в несколько раз. Для нахождения индуктивности обмоток возбуждения пользуются кривой намагничивания или характеристикой ХХ машины, при этом расчет производят по усредненной характеристике, без учета гистерезиса. Для всей обмотки возбуждения расположенной на двух полюсах индуктивность находится так: , где 2*р – число полюсов;

Nп- число витков обмотки на одном полюсе;

Фп - магнитный поток пронизывающий полюс, причем Фп=Фз+Фр, где

Фз - магнитный поток, который проходит через зазор а якорь;

Фр - поток рассеянья;

i_B - ток возбуждения.

Для машин последовательного возбуждения расчеты проводятся аналогично. Для машин смешанного возбуждения необходимо еще экспериментально определить взаимную индуктивность обмоток возбуждения, которая существенно сказывается в переходных режимах. При расчетах обычно оперируют с магнитодвижущими силами, суммируя соответствующие магнитные потоки.

23. Электромеханические процессы

Среди механических параметров наибольшее значение для динамики имеет момент инерции вращающихся частей. Моментом инерции тела относительно оси, проходящей через центр тяжести называется сумма произведений масс элементарных частиц на квадрат расстояния до этой оси: . В практических расчетах обычно используют J=m*ρ². При этом радиусом инерции называется расстояние от оси вращения (проходящей через центр тяжести) до точки, на которой надо поместить массу рассматриваемого тела сосредоточенную в одной точке, что бы удовлетворять равенству:

В большинстве ЭП основная доля момента инерции приходится на ротор или якорь Д (60-70%), то есть часто в первом приближении можно считать, что момент инерции П примерно равен моменту инерции машины. При этом следует иметь в виду, что имеется целый ряд механизмов обладающих большими моментами инерции, не учитывать которые нельзя даже в первом приближении. Для более точного расчета переходных процессов необходимо определить моменты инерции рабочей машины и приводя их к валу Д определить момент инерции всего П. если моменты инерции Д даются в каталогах, то моменты инерции рабочей машины приходится рассчитывать или определять экспериментально. Для этого часто используют метод выбега.

Момент инерции входит как один из основных параметров для определения постоянной времени Tм. Рассмотрим этот процесс. Момент Д при линейной механической характеристике может быть представлен: , где

K*U=Mкз - момент КЗ пропорциональный приложенному напряжению;

с - крутизна механической характеристики.

Подставив это в уравнение движения получим:

=> => , где Тм=J/c - электромеханическая постоянная времени;

k/c - передаточный коэффициент по входному воздействию;

1/c - передаточный коэффициент по возмущающему воздействию.