Ульянов C.А. Электромагнитные переходные процессы в электрических системах - файл 182-301.doc

приобрести
Ульянов C.А. Электромагнитные переходные процессы в электрических системах
скачать (3580.8 kb.)
Доступные файлы (8):
182-301.doc1652kb.10.02.2006 15:38скачать
3-34.doc281kb.31.01.2009 19:40скачать
302-409.doc1651kb.10.02.2006 15:38скачать
35-181.DOC1627kb.10.02.2006 15:38скачать
35-45.doc226kb.10.02.2006 15:38скачать
n6.doc1424kb.10.02.2006 15:38скачать
n7.doc49kb.10.02.2006 15:38скачать
n8.doc23kb.10.02.2006 15:38скачать

182-301.doc

  1   2   3   4   5   6   7
дуги отвечает требованиям к разрядному сопротивле­нию для осуществления оптимальных условий гашения. Поскольку падение напряжения на короткой дуге со­ставляет всего лишь около 30 в, для гашения поля при более высоких напряжениях авторами предложено при­менять последовательное соединение ряда коротких дуг, что выполнено в дугогасящей решетке (ДГР).



Дугогасящая решетка может быть включена парал­лельно обмотке возбуждения (рис. 8-7,а) или после­довательно с ней1 (рис. 8-7,6).


Рис. 8-7. Схемы включения ду­гогасящей решетки для гаше­ния поля.

а параллельно обмотке возбужде­ния; б—последовательно с обмот-' кой возбуждения.
В первом случае контак­ты 2 (агп) в нормальных условиях замкнуты, а кон­такты 1—разомкнуты. При действии АГП сначала за­мыкаются контакты 1 и шун­тируют через сопротивле­ние r' обмотку возбуждения. Затем происходит размыка­ние контактов 2 и через ма­лый интервал контактов 1. Возникшая при этом на кон­тактах 1 дуга под влиянием специально созданного маг­нитного поля увлекается в решетку, где, разбившись

на ряд коротких дуг, она продолжает гореть до пре­кращения тока. Небольшое сопротивление r' введено для того, чтобы при замыкании контактов 1 возбуди­тель не оказался закороченным.

При последовательном включении дугогасящей решетки (рис. 8-7,6) контакты 1(АГП) в нормальных условиях замкнуты, и размыкание их происходит при действии АГП. Образующаяся при этом дуга, как и раньше, разбивается в решетке на ряд коротких дуг. Пока горит дуга, цепь обмотки возбуждения остается замкнутой через якорь возбудителя.

При подходе тока к нулю часто наблюдается так называемый срыв тока, т. е. внезапное прекращение его. При большой индуктивности обмотки возбуждения синхронной

' У крупных машин ДГР включают ,в оба полюса цепи возбуж­дения.

182

машины это сопровождается резким возраста­нием напряжения на обмотке. Для ограничения перена­пряжения дугогасящая решетка шунтирована относи­тельно большим сопротивлением r ш.д, причем, чтобы дуга гасла по частям, а не вся сразу, решетка разбита на секции, которые присоединены к промежуточным ответвлениям этого сопротивления.

Из приведенных способов включения дугогасящей решетки предпочтительным является второй. Его пре­имуществом является относительная простота выполне­ния (меньше контактов), большая надежность, отсутст­вие дополнительного сопротивления r'. Помимо того, если при параллельном включении решетки напряже­ние на обмотке возбуждения практически равно напря­жению на решетке при горении в ней дуги, то при по­следовательном включении это напряжение меньше на­пряжения на решетке на величину напряжения возбудителя. Поэтому в дальнейшем рассматриваем только последовательное включение дугогасящей ре­шетки.

Считая напряжение возбудителя uв (практически равное предшествующему напряжению на кольцах ро­тора uj0) неизменным, для цепи возбуждения в схеме рис. 8-7,6 при гашении поля имеем:


где uд=30n—напряжение на решетке (из n пластин)

при горении дуги, в.

Интегрирование этого уравнения приводит к выра­жению для тока:

(8-29)


где
Напряжение на дугогасящей решетке . uд = (1+k)uf0, (8-30)


п
оэтому выражение (8-29) можно представить в иной форме:
(8-31)183

Из структуры (8-29) непосредственно следует, что включение дугогасящей решетки эквивалентно внезапно­му включению в цепь обмотки возбуждения постоянной э. д. с., равной uд и направленной против uв. При этом нужно иметь в виду, что (8-29) и (8-31) справедливы лишь в течение времени горения дуги, которое при от­сутствии демпферных обмоток является также временем

if.Uf,us
Рис. 8-8. Гашение поля с помощью дугогасительной решетки, включенной последовательно с об­моткой возбуждения.

гашения поля tгаш. Это время легко найти из (8-31) при if = 0:

(8-32)

Закономерности изменения if ,uf и uд в функции t/Tfo при рассматриваемом способе гашения поля пред­ставлены на рис. 8-8. Они построены, как и кривые рис. 8-5, при k=5. Время гашения по (8-32) составляет tд=tгаш=0,18 Tfo, т. е. оно в 0,77/0,18=4,3 раза меньше, чем при гашении с помощью постоянного разрядного сопротивления,

184

при котором соблюдается то же значе­ние Ufm.

Кривая изменения тока if заканчивается при пересе­чении с осью абсцисс, т. е. при tгаш==tд; пунктиром по­казано ее продолжение, соответствующее (8-29) или (8-31). Напряжение на дугогасящей решетке при горении дуги постоянно и равно (l+k)ufo=6ufo; после погасания дуги оно падает до напряжения возбудителя. Напряже­ние на обмотке возбуждения при возникновении дуги, меняя знак, увеличивается до kuf0=5ufo и при погаса­нии ее падает до нуля.

Теперь рассмотрим, как сказывается наличие демп­ферных обмоток на процессе гашения поля. Для этой цели снова обратимся к результатам, полученным в гл. 4.

Поперечная демпферная обмотка не имеет магнитной связи с обмотками в продольной оси ротора, поэтому не оказывает влияния на процесс гашения поля.

Н
аличие продольной демпферной обмотки прежде всего скажется в том, что затухание потока Фd и обу­словленной им э. д. с. статора будет происходить с боль­шей постоянной времени; в соответствии с (4-24) посто­янная времени практически равна сумме постоянных времени продольной демпферной обмотки и обмотки воз­буждения с учетом введенного в нее разрядного сопро­тивления, т. е.

(8-33)

и время гашения согласно (8-26)

tгаш = (Т1do +Tfo/1+k) lnN = Tгаш lnN (8-34)

т. е. оно больше, чем при отсутствии продольной демп­ферной обмотки, что является, конечно, нежелательным.

С другой стороны, продольная демпферная обмотка в процессе гашения принимает на себя часть энергии магнитного поля ротора, чем облегчает условия для об­мотки возбуждения и включенного в ее цепь автомата гашения поля.

И
спользуя приближенное соотношение (4-26), легко найти, что при ?=0 ток в обмотке возбуждения мгновенно падает до
(8-35) 185

а затем затухает по экспоненте с постоянной времени Тгаш, опре­деляемой по (8-33). В продольной демпферной обмотке, напротив, ток мгновенно возрастает; его начальное значение, приведенное к обмотке возбуждения, будет:

(8-36)

а далее затухает с той же закономерностью.

В действительности ?>0 и соответственно T"d>0, поэтому вне­запных изменений токов не происходит. Они сглаживаются быстро-затухающими токами i"f и i"id-

Протекание рассматриваемого процесса иллюстрируют кривые рис. 8-9,а, которые построены при тех же условиях, что и на рис. 8-5, но при дополнительном участии продольной демпферной обмотки с i1dо=0,083Tfo. Несмотря на малую величину Т1do, время гашения поля возросло до tгаш=1,15T< т. е. увеличилось в 1,5 раза.

При гашении поля дугогасящей решеткой проявление демпфер­ных обмоток имеет более сложный характер. Весь процесс в дан­ном случае состоит из двух основных стадий: первой, когда в ре­шетке горит дуга и соответственно ток проходит как в обмотке возбуждения, так и в демпферной обмотке, и второй, когда дуга погасла (if=0), но ток в демпферной обмотке еще не затух. Сле­довательно, после разрыва цепи возбуждения магнитный поток ма­шины поддерживается током демпферной обмотки. По этой причи­не время гашения поля tгаш больше времени горения дуги tд. По­стоянная времени гашения поля на первой стадии, очевидно, опре­деляется практически как Tгаш1(T1dо+T), а на второй Tгаш2= =T1до.

Опуская вывод, который при принятых допущениях, вообще говоря, не представляет принципиальных трудностей, приведем окон­чательные выражения, позволяющие найти токи в обмотках ротора машины, время горения дуги и время гашения поля.

Ток в обмотке возбуждения (для 0?t?tд)

(8-37)

Ток в продольной демпферной обмотке на первой стадии (0 ? t ? tд)

i1d = if0[(1+k)T1do/(Tгаш1-t/Tгаш2] (8-38) на второй стадии (t > tд)

(8-39) Время горения дуги [из (8-37) при it = 0] ; (8-40)

186

п

ри значениях k, близких к значению отношения Тfo1do, более точ­ным является выражение:




Рис. 8-9. Гашение поля при наличии продольной демп­ферной обмотки.

•—гашение на постоянное разрядное сопротивление; б—га­шение дугогасящей решеткой.



187
  1   2   3   4   5   6   7


Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации