Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Лекции по ОТЭА.pdf
Скачиваний:
58
Добавлен:
13.03.2016
Размер:
2.62 Mб
Скачать

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

&

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U&δ

 

= Φδ

Rδ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

2

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U&э =U&эр +U&эа ; U&с =U&ср +U&са

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

&

 

 

 

=

 

 

2U&э

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Φнэ

 

 

Rδ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

 

Õ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fê

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q

F

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fê

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F

= Φ Z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

к

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R = Z cos Θ ;

X = Z sin Θ

 

 

 

 

§6. Электрические параметры МС переменного тока. Полная векторная диаграмма МС.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fê

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fð

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z Q

 

 

 

X

 

 

 

 

 

 

F

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

à

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2U эл

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

wк = ωΦ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ср

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Φр = Φcos Θ; Φa

 

= Φsin Θ

 

 

 

 

E

 

 

=

ω

w

Φ

 

=

ω

w

Φcos Θ =

ω

w

 

 

 

2Iw

 

cos Θ =

Iw2ωR

=

Iw2ωR

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

Z

к

к

R2

к

 

р

 

2 к

 

р

 

2 к

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

к

 

 

 

 

 

 

Z 2

 

+ X 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xк

 

=

 

w2ωR

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R2

к

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ X 2

 

 

 

 

 

 

 

E

 

=

ω

w

Φ

 

=

ω

w

Φsin

Θ =

 

ω

 

w

 

 

 

 

2Iw

 

sin Θ =

Iw2ωX

=

Iw2ωX

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

Z

к

 

к

R2

к

 

 

а

 

2 к

 

а

 

2 к

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

к

 

 

 

 

 

 

Z 2

 

+ X 2

Активное наведённое сопротивление, приведённое к первичному току (учитывает дополнитель-

ные потери):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w2ωX

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

к

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R2 + X 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

rк

= r+ r1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r

 

= ρ lwк

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

Sc

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U1 = Ir1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I& =

U&эл

 

= r

 

 

 

U&эл

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

эл

 

 

+ r

+ jx

к

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fк = Iwк

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xк =

w2ωR

 

 

R

=

w2ω

cos2 Θ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

к

 

 

 

 

 

R

 

 

к

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R2

+ X 2

 

 

 

 

 

 

R

 

 

w2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L = w2

 

 

 

 

 

+

2

 

G

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

G

 

3

 

 

 

 

 

к

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

к

 

 

 

δΣ

 

 

 

 

 

sпр

 

 

R

 

 

 

 

Сопротивление катушки без экрана:

70

xк′ = wк2ω R

xк = xк cos2 Θ

Экран заметно снижает реактивное сопротивление катушки, следовательно, ток в катушке увеличивается.

à

 

U

 

ýë

 

 

ð

r1

j

F

Fê

r=

 

ð

I

zýë

 

 

 

 

Q

 

xê

 

Fà

 

 

F

Åð

Å

Åà

φ – угол сдвига между током и напряжением §7. Расчёт пульсации силы в МС с короткозамкнутым витком.

Fíý

b

Fý

Φ2

p& = нэ 4μ0 Sнэ

Φнэ2

4μ0 Sнэ

 

 

 

 

 

 

& 2

 

 

 

 

&

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

&

 

 

 

 

Φнэ

 

 

 

 

Φ

э

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2μ0 Sнэσвнэ2

 

+ 2μ0 Sэσвэ2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

σ 2 внэ 1;

σ 2 вэ

1

 

 

 

 

 

 

 

 

&

 

 

 

 

&

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Φнэ

= Φнэ sin(ωt); Φэ = Φэ sin(ωt β)

 

 

 

 

 

cos(2ωt)+

Φ2э

 

 

 

Φ2э

cos(2ωt 2β)= P

P

cos(2ωt)+ Р

э

Р

э

cos(2ωt 2β)

 

 

 

 

 

 

 

4μ0 Sэ

 

4μ0 Sэ

 

 

 

 

 

нэ

нэ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

&

= Р Рп cos(2ωt α)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р = Рнэ + Рэ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2b

 

 

 

Ðíý

g

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ðý Ðï

γ = π 2β

Переменная величина силы:

Рп = Рнэ2 + Рэ2 2РнэРэ cosγ = Рнэ2 + Рэ2 2РнэРэ cos 2β

Для двухфазной магнитной системы:

β = 90°; Pнэ = Рэ ; Рп = 0

71

p(t)

P

Pmin

Pï cos(2wt-a)

t

Рmin = Р Рп

Коэффициент пульсации:

η = РРп ; 0 < η < 1

n

n

РΣ = Pj ; РпΣ = Pпj ,

j=1

j=1

где n – число воздушных промежутков

§8. Основные характеристики системы экранирования. Влияние экрана на характеристики МС. Коэффициент экранирования:

Кэ

=

Sэ

 

 

 

Sп

 

Sï

 

 

 

dê

R'd

R''d =Rý

 

 

Uý

 

 

 

Sý

 

 

Õý

 

 

 

tgβ = X э = X э Rδ′′ Rэ

β70°; tgβ 3

Хэ = ωrэ

ω μ0 Sэ

3

r

δ

к

 

э

 

 

Чем меньше воздушный зазор, тем выбранный экран эффективнее.

r

0,35 ωμ0 Sэ

= 0,35 ωμ0 Sп

эопт

δк

δк

 

 

Условия для работы МС с экраном в оптимальном режиме: 1)

δк min

Для более эффективной работы электромагнита поверхности полюсов шлифуются. Обычно:

δк 0,05мм

2)обеспечение самоустановки одного из элементов МС:

72

На вышеприведённом рисунке справа якорю сообщается дополнительная степень свободы. 3) устранение залипания, вызванного влиянием остаточной индукции Гистерезисные свойства ограничиваются применением дополнительных воздушных зазоров.

D

Экранируют большую часть сечения.

Ðmin

 

 

 

0

Êýîïò

1

Ê

 

 

 

ý

Кэопт 0,75 ÷0,85

Экраны должны быть одинаковы.

Ð

ÌÑ ñ ÊÇÂ

I

ÌÑ áåç ÊÇÂ

 

 

 

 

 

ÌÑ ñ ÊÇÂ

 

 

 

 

 

ÌÑ áåç ÊÇÂ

 

dê

dí

d

dê

dí d

§9. Динамические свойства ЭММ переменного тока. Влияние фазы включения.

1.

Быстродействующие ЭММ:

tср

= (2 ÷50)мс

 

 

 

 

2.

ЭММ нормального быстродействия:

 

 

 

 

 

tср = (100 ÷500)мс

 

3.

ЭММ замедленного срабатывания:

= (0,7 ÷15)с

 

 

 

tср

 

где β – начальная фаза включения

u(t)=U m sin(ωt + β),

 

 

 

+ dψ

 

 

 

u(t)= ir

 

 

 

 

 

dt

 

u(t)

u(t)

b

wt

 

wt

b=0

Определение начальной фазы включения по опытно снятой кривой:

73

 

 

 

uí

Um

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U m sin(ωt + β)= ir + dψ

 

 

 

 

 

 

ψ = const ; Φср

dt

 

 

 

 

 

 

= const

 

 

 

 

ψ = wкΦср ; i =

F

F

=

ψ

=

wкΦср

 

к ; ψ = Li =

L к ; i

L

L

 

 

 

wк

wк

 

 

U

 

sin(ωt + β)= wкr Φ + w

dΦ

 

 

 

m

 

 

L

к

dt

 

 

 

 

 

 

Φ(t)= Φсв + Φвын

 

 

 

 

a) β = 0 :

u(t)=U m sin(ωt)

Φвын = −Φm cos(ωt); Φсв = Сеτt Φ(t)= Сеτt − Φm cos(ωt)

τ = Lr

При t = 0 :

Φ = 0 ; C = Φm

Φ(t)= Φm еτt − Φm cos(ωt)

Fm

F(t)

 

Fòð

Fñâ

 

tòð

u(t)

-Fm

Fâûí

 

=2Fm

tтр < 5мс

Обычно при β = 0 ЭММ относятся к быстродействующим.

b) β = π2 :

U m cos(ωt)= wLкr Φ + wк ddtΦ

Φ(t)= Φсв + Φвын

Φвын = Φm sin(ωt); Φсв = Сеτt Φ(t)= Сеτt + Φm sin(ωt)

При t = 0 :

Φ = 0 ; C = 0 ; Φсв = 0

Φ(t)= Φm sin(ωt)

74

Fòð

F(t)

tòð

u(t)

tòð

 

b

Для ЭММ переменного тока свойственна естественная форсировка. §10. Сопоставление ЭММ переменного тока и ЭММ постоянного тока. 1. В ЭММ переменного тока тяговая характеристика жёсткая.

Ð

1

2

3

Ðñ

d

1 – тяговая характеристика ЭММ постоянного тока; 2, 3 – тяговые характеристики переменного тока

2.Важно учитывать возможные механические нагрузки. Для ЭММ переменного тока согласование происходит для конечного положения, а для ЭММ постоянного тока – по начальной точке.

Для кривой 3 в промежуточном положении происходит застрявание.

I

dê dïð dí d

При воздушном зазоре δпр возникает повышенное значение тока. 3. Динамическая стойкость.

Для включённого состояния должен быть ограниченный силовой фактор.

1

2

75