книги из ГПНТБ / Некоторые вопросы исследования режимов и параметров корабельных электроэнергетических систем

где - синхронное индуктивное сопротивление по оси d .

Диаметры круговых диаграмм, суммой которых пред­ ставляется ч.х., рассчитываются по следующей формуле!

30

Формулы/1-5/-/1-12/справедливы для расчета парамет­ ров по оси % если заменить в них индекс*/на индексу.

Зная корни характеристического уравнения и пре­ дельные параметры, можно пользоваться операторным ме­ тодом при расчетах переходных процессов по эксперимен­ тальным ч.х.

Формула, используемая в крупных наминах для расче­

та,

/i

оказывается неприемлемой для некоторых корабельных ма­ мин, так как процесс заканчивается экспонентами, у ко­ торых постоянные времени больше, чем у обмотки возбуж­ дения. Это можно объяснить изменением параметров из-за вытеснения тока. Переходное индуктивное сопротивление в рассматриваемых машинах с шихтованным ротором опреде­ лялось непосредственно из ч.х. Частотная характеристи­ ка машины повышенной частоты с массивным ротором значи­ тельно отличается от окружности, что наглядно показыва­ ет изменение параметров массивного ротора.

На рис.1-9, I-IO, I-II представлены ч.х., снятые по методу затухания постоянного тока в цепи статора со­ ответственно генератора W -999, генератора МС92-4

Частотные характеристики могут строитьея и по кри­ вой затухания постоянного тока в обмотке, но в этом случае обработка резух-матов и проведение опыта будут более сложными. Поэтому этот способ широкого распро­ странения не нашел.

31

Если имеется источник синусоидального напряжения регулируемой частоты с широким диапазоном, то ч.х. мо­ жет быть построена по осциллограммам тока и напряжения статора для различных частот при питании от этого ис­ точника. При этом обмотки ротора пронизываются магнит­ ным потоком, пульсирующим с частотой питащего напряже­ ния, что соответствует реальному режиму при вращении

питании статора неподвижной машины аналогичен асинхрон­ ному режиму и отличается лишь изменением активного со­ противления статора с изменением частоты.

В корабельных электрических машинах, ввиду отно­ сительно небольшой высоты проводников в пазах статора,

35

явлением вытеснения тога можно пренебречь. Сопротивле­ ние неподвижной машины в операторной форме по соответ­ ствующей оси равно

Частотная характеристика в этом случае определяет­ ся следующими выражениями:

i(p)

Опыт снятия ч.х. проводился на генераторе W -999 по способу питания обмотки статора /при питании обмот-

36

ки возбуждения номинальным током возбуждения/ от СГ, приводимого двигателем постоянного тока. Схема опыта показана на рис.1-12.

Диапазон частот был получен в пределах от 2 до 60 гц. При малых частотах кривая напряжения искажалась, очевидно, в силу изменения момента и скорости привод­ ного двигателя. Для определения ч.х. необходимо от­ снять множество осциллограмм, соответствующих каждому

значению скольжения. В связи с этим, несмотря на отно­ сительную простоту метода, опыт и обработка осцилло­ грамм занимают много времени, а также получается значи­ тельный разброс точек.

Основным недостатком метода является необходимость в специальном источнике регулируемой частоты. Обычно для этой цели используют низкочастотный электронный ге­ нератор, напряжение которого подается на обмотку воз­ буждения генератора постоянного тока. Таким способом получают частоту до 5-10 гц. Большие значения частот получают от СГ с регулируемым приводом. Это усложняет опыт. Кроме того, использование полученных ч.х. свя­ зано с трудностями при аналитических расчетах переход­ ных процессов или при построении схем замещения, соот­ ветствующих этим ч.х. Метод удобен для проверки от­ дельных точек ч.х., снятой другими методами. Расхож­ дение ч.х., полученных по методу затухания постоянно­ го тока и данным методом, объясняется разным магнитным состоянием машины.

Изменение частоты в широком диапазоне можно полу­ чить от невращающегося преобразователя частоты. Но при этом кривая напряжения имеет сложный гармонический состав. Выделение гармоник проводилось с помощью ана­ лизатора гармоник Мадера. Точки ч.х., снятые этим ме-

37

тодоы, показаны на рис.1-9. Точность результатов не­ удовлетворительна, обработка оказывается очень трудо­ емкой, поэтому этот метод использовать для электричес­ ких машин нецелесообразно

Построение ч.х. по опытам на вращающихся машинах не проводилось, и поэтому можно сделать лишь некоторые

способом. При этом следует учитывать, что вектор тока статора меняется по величине и по фазе относительно изображающего вектора напряжения из-за наличия несим­ метрии ротора. Для разделения ч.х. по осям d и проводят опыт дважды с изменением параметров по оси

d и с последующей трудоемкой обработкой материала. Кроме того, трудно снимать точки, соответствующие ма­ лым скольжениям, так как требуется мощный привод для удержания постоянного скольжения. Оказывает влияние остаточное намагничивание из-за того, что опыт прихо­ дится проводить при пониженном напряжении. Таким обра­ зом, метод оказывается трудоемким, однако обладает преимуществом получения реальных ч.х.

Методы построения ч.х. по осциллограммам пере­ ходных процессов во вращающейся машине до настоящего времени экспериментально не проверялись, так как они сложны. Им присущ общий недостаток - больная погреш­ ность в области больших скольжений и взаимное влияние параметров по осям d и ^ . Кроме того, эти ме­ тоды требуют дополнительной теоретической и экспери­ ментальной проработки.

Расчет переходных процессов по ч.х. не произво­ дился. Правильность последних проверялась по предель-

38

ним параметрам и постоянным времени. Появление доба­ вочных контуров в машинах с шихтованным ротором можно объяснить влиянием вытеснения тока, в результате чего контуры обмотки возбуждения и демпферной системы име­ ют переменные параметры. Метод ч.х. позволяет заме­ нить их большим числом фиктивных контуров, параметры которых постоянные.

В машине с массивным ротором добавочные контуры представляют собой контуры вихревых токов. В таких ма­ шинах метод ч.х. дает возможность синтезировать более точные схемы замещения, по которым упрощенно можно про­ водить анализ переходных процессов.

Из краткого сравнения методов снятия ч.х. кора­ бельных электрических машин можно сделать вывод о це­ лесообразности использования для корабельных синхрон­ ных машин метода затухания постоянного тока в обмотке статора.

Этот метод позволяет получить параметры, снимае­ мые по ч.х. с точностью 5-15£. Проведение опытов на неподвижной машине значительно проще, чем на вращаю­ щейся, благодаря этому можно сократить сроки испыта­ ния машин.

Метод гармонического воздействия целесообразно использовать для проверки отдельных точек ч.х., но при этом должна быть обеспечена соответствующая ана­ логия магнитного состояния машины и величины активно­ го сопротивления в обмотке ротора.

Общие рекомендации для проведения опыта на мавинах повышенной частоты сохраняются, но метод затуха­ ния постоянного тока в цепи статора может быть исполь­ зован только при больших (~ 0,5 /* ) начальных токах.

39