книги из ГПНТБ / Страхов С.В. Переходные процессы в электрических цепях, содержащих машины переменного тока, 1960. - 247 c

менится только уравнение обмотки возбуждения, так как в схеме рис. 2-17 последовательно с ней включена последо­ вательная обмотка возбудителя. Поэтому для обмотки воз­ буждения синхронного генератора будем иметь:

140

Уравнения для участка CD:

Поскольку мы рассматриваем только симметричный ре­ жим для любого из фазных напряжений на входе выпрями­ тельного моста, имеем:

где Т — период стационарного напряжения генератора. Далее, пренебрегая переходными процессами в выпря­

мительном мосте, получим экспериментально статическую характеристику б/вых= / г (6^вх_ф) моста при нагрузке его на рабочую обмотку угольного регулятора и сопротивление г. Обычно для селеновых выпрямителей эта характери­ стика линейна и проходит через начало координат. Тогда

141

Однако расчет можно еще несколько упростить, если ввиду симметрии режима генератора пересчитать сопро­ тивление гд к стороне выпрямленного тока ( гд ) , Тогда

вместо напряжения на входе выпрямителя можно прямо рассматривать фазное напряжение генератора:

t+T

В таком предположении уравнение (2-128) будет пер­ вым из уравнений для рассматриваемого регулятора.

Угольный регулятор имеет стабилизирующую обмотку, которая включена через стабилизирующий трансформатор к зажимам якоря возбудителя и предназначена для сохра­ нения устойчивости системы регулирования при внезапных изменениях режима генератора. При изменении напряже­ ния на зажимах якоря возбудителя во вторичной обмотке стабилизирующего трансформатора появляется ток, и сила, воздействующая на угольный столб, определяется суммой намагничивающих сил рабочей и стабилизирующей обмоток.

Уравнение для цепи стабилизирующей обмотки:

Уравнение для цепи обмотки возбуждения возбудителя:

Напряжение на зажимах якоря щ получается из опыта как функция н. с. обмотки возбуждения возбудителя iBw B и последовательной обмотки возбудителя ifWc;

Опыт этот ставится так. Обмотка возбуждения возбуди­ теля и обмотка возбуждения синхронного генератора вме­ сте с соединенной с ней последовательно последовательной обмоткой возбудителя подключаются к зажимам его якоря. Постепенно увеличивая скорость якоря, измеряют значения величин щ, /в и if. - По ним строят зависимость (2-131).

142

Использование статической характеристики (2-131), т. е. зависимости именно напряжения на зажимах якоря возбу­ дителя (а не его э. д. с.) от результирующей н. с. парал­ лельной и последовательной обмоток, позволяет учесть ре­ акцию якоря и падение напряжения в якоре, щетках и переходном сопротивлении щеток. Это следует из того, что вышеуказанный опыт ставится при нагрузке якоря возбу­

ли э.д. с. ея в соответствующие уравнения второго закона Кирхгофа, то учесть реакцию якоря в возбудителе мы мог­ ли бы только при помощи специальных построений, что зна­ чительно усложнило бы расчет. Правда, в последнем случае

мы могли бы учесть также э.д.с. Ья -^5-. Впрочем, вли- dt

яние ее обычно незначительно вследствие относительной малости индуктивности L n .

Эта кривая имеет гиперболический характер, дает уве­ личение R у при возрастании х, причем х в свою очередь равно (см. рис. 2-17):

этих токов.

Максимальное значение величины х ограничено конст­ руктивными условиями; для некоторых типов угольных ре­ гуляторов напряжения величина хмакс =0,34 мм. Поэтому, кроме соотношения (2-133), х удовлетворяет еще неравен­

143

Уравнение для цепи первичной обмотки стабилизирую­ щего трансформатора

Наконец, имеем уравнение движения якоря электро-маг­ нита и связанного с ним угольного столба [Л. 137]:

порциональная скорости движения яко­ ря, учитываемая вследствие того, что угольный столб регулятора можно рас­ сматривать как некоторый воздушный успокоитель;

&Tpsign [~ ~ j — сила нелинейного (сухого) трения, обу­

словленная в основном трением уголь­ ных шайб о стенки фарфоровой труб­

144

тромагнитная сила также задается экспериментально по­ лученной кривой и зависит от суммы намагничивающей силы рабочей и стабилизирующей обмоток и от величины х, или от величины б воздушного зазора электромагнита, поскольку л и 8 связаны соотношением

левых составляющих отбрасывается, и уравнения (2-128),

ются линейными с постоянными коэффициентами. Осталь­ ные уравнения — нелинейные.

Первые два уравнения (2-61) и уравнения (2-128) со­

энергетической системы, с которой он связан.

Таким образом, на этом примере мы показали, как мо­ гут быть составлены уравнения для угольного регулятора, которым снабжен рассматриваемый синхронный генератор. Подобным же образом могут быть составлены уравнения для других типов электромеханических регуляторов напря­ жения. Отметим, что угольные регуляторы находят себе применение на генераторах малой мощности.

Выше мы рассматривали уравнения переходных элек­ тромеханических процессов синхронного генератора. Если же рассматривать только уравнения переходных электро­ магнитных процессов, считая угловую скорость ротора син­

2) У р а в н е н и я п е р е х о д н ы х э л е к т р о м е х а н и ­ ч е с к и х п р о ц е с с о в с и н х р о н н о г о г е н е р а т о р а с к о м п а у н д и р о в а н и е м по т о к у п р и н а л и ч и и д о п о л н и т е л ь н о й о б м о т к и в о з б у ж д е н и я

у в о з б у д и т е л я

Схема компаундирования, токи, напряжения и их по­ ложительные направления даны на рис. 2-18.

В этом случае в дополнение к уравнениям (2-61) для синхронного генератора нужно составить еще два уравне­ ния для цепей основной и дополнительной обмоток возбуж­ дения возбудителя.

Все дальнейшие рассуждения проводим, как и раньше, в предположении, что режим генератора симметричен. Дан

коэффициент трансформации трансформатора тока^!= -—,

' ВХ

где I и /вх — действующие значения токов генератора и вторичной обмотки трансформатора тока. Опытным путем определяется зависимость напряжения на выходе выпря­

Для селеновых выпрямителей эта характеристика с до­

146

его ротора. В этом случае получим семь уравнений — пять

3) У р а в н е н и я п е р е х о д н ы х э л е к т р о м е х а н и ч е ­ с к их п р о ц е с с о в с и н х р о н н о г о г е н е р а т о р а с к о м п а у н д и р о в а н и е м по т о к у п р и о т с у т ­

с т в и и д о п о л н и т е л ь н о й о б м о т к и в о з б у ж д е н и я у в о з б у д и т е л я

Схема компаундирования, токи, напряжения и их поло­ жительные направления даны на рис. 2-19.

Рис. 2-19.

148

упрощается, ибо основное магнитное поле возбудителя со­ здается его единственной обмоткой возбуждения.

Дополнительно к системе (2-61) уравнений синхронного генератора, режим которого, как и выше, считаем симмет­ ричным, составляем следующие четыре уравнения:

могут быть отрицательными. Поэтому интегрирование вы­ шеуказанной системы уравнений (методом последователь­

сделается положительным и, начиная с этого момента вре­ мени, снова вернемся к решению системы вышеуказанных 10 уравнений.

Н9