Изменение сопротивления

В качестве примера математического описания процессов в ЭМН, выполненных на базе ЭМ переменного тока, рассмотрим систему уравнений для ЭМН с синхронной машиной. Синхронные ЭМ служат главными функциональными элементами ЭМН многоцелевого назначения. В общем случае машина является явнополюсной и содержит многофазную обмотку якоря, обмотку возбуждения по продольной оси полюсов индуктора и короткозамкнутые многофазные демпферные обмотки типа беличьей клетки по продольной и поперечной осям полюсов. Математическое описание синхронной машины должно быть применимо к ее двигательному режиму (при заряде ЭМН) и генераторному (при разряде). Динамика процессов ЭМН описывается системой дифференциальных уравнений, которая включает уравнения равновесия электрических цепей соответствующих обмоток ЭМ и уравнение движения ротора ЭМН, момент инерции которого J =J-J,^ + JM определяется вращающимися массами ЭМ и маховика. Эта система может быть получена, например, из уравнений Лагранжа типа (5.4), если не учитываются нелинейные эффекты (насыщение магнитной системы, гистерезис, изменение сопротивлений обмоток при их нагреве). Уравнения электрических цепей в итоге записываются в естественных физических координатах, оси которых направлены вдоль осей соответствующих обмоток, при этом взаимно вращаются координатные оси ротора и статора. Данные уравнения имеют переменные коэффициенты вследствие периодического изменения взаимной индуктивности обмоток якоря и индуктора, что существенно усложняет решение системы. Получить уравнения с постоянными коэффициентами можно посредством преобразования фазных координат якоря к ортогональным координатам d, q, связанным с индуктором, который обычно расположен на роторе.

Увеличение скольжения в двигателях с короткозамкнутым ротором приводит к возрастанию действия эффекта вытеснения тока, что вызывает изменение сопротивлений обмотки ротора г2 и х2 • При расчете рабочих режимов машины в пределах изменения скольжения от холостого хода до номинального эти изменения незначительны и ими обычно пренебрегают .

Учет эффекта вытеснения тока. Известно, что с увеличением частоты тока в стержнях обмотки короткозамкнутого ротора возникает эффект вытеснения тока, в результате которого плотность тока в верхней части стержней возрастает, а в нижней уменьшается, при этом активное сопротивление ротора увеличивается, а индуктивное уменьшается. Изменение сопротивлений ротора влияет на пусковые характеристики машины.

Регулированием напряжения называют процесс изменения его уровней в характерных точках системы электроснабжения с помощью специальных технических средств. Для создания требуемых уровней напряжения применяются следующие способы регулирования и воздействия на параметры системы и режима сети: а) регулирование в центрах питания (ЦП); б) изменение сопротивлений элементов сети; в) перераспределение потоков реактивной мощности; г) изменение коэффи-

Воздействие отрицательных и положительных температур может снизить надежность устройства. Различают параметрическую надежность, характеризуемую постепенным отклонением выходных параметров от номинальных значений, и надежность, характеризуемую интенсивностью внезапных (катастрофических) отказов. Причинами постепенных отказов, вызванных тепловыми воздействиями, являются: снижение изоляционных свойств материалов; увеличение токов утечки; снижение пробивного напряжения; изменение коэффициента усиления и нулевого тока коллектора транзистора; изменение параметров магнитных сердечников (снижение индуктивности насыщения при повышении температуры или пропадание магнитных свойств при достижении точки Кюри); изменение емкости конденсаторов, электрической прочности, потерь; изменение сопротивлений резисторов; увеличение тепловых шумов в резисторах и транзисторах и т. д. Все эти явления могут привести к искажению сигналов до уровня, при котором нормальное функционирование РЭС становится невозможным.

Применяют два способа подгонки: а) групповой способ, когда производят изменение сопротивлений сразу всех резисторов, расположенных на подложке; б) индивидуальную подгонку сопротивления каждого резистора. Необходимость индивидуальной подгонки может возникнуть, например, когда за счег изменения значения сопротивления нужно

зультате изменения положения поплавка, определяемого уровнем или объемом жидкости, изменяется положение щетки ИП, что вызывает изменение сопротивлений резисторов ^i и Rz, включенных через добавочные резисторы Rm и Rgs последовательно с рамками логометра. В результате изменяются отношение токов в рамках лого-метра и его показания. Шкала логометра градуируется в значениях измеряемой величины объема или уровня жидкости.

где r2n и х2п — активное и индуктивное сопротивления пазовой части обмотки при равномерном распределении тока (Ь=0); г2л, хы — сопротивления лобовых частей обмотки; kr и kx — коэффициенты, учитывающие изменение сопротивлений из-за вытеснения тока;

Значительное изменение сопротивлений обмотки ротора искажает диаграмму тока, которая для асинхронного двигателя с глубокими пазами показана на 3.58. В настоящее время статические и динамические характеристики двигателей с глубоким пазом рассчитываются с помощью ЭВМ.

На основании проведенных исследований [8] установлено, что коэффициенты, учитывающие изменение сопротивлений Я2п и Х'гп из-за вытеснения тока, могут быть представлены в виде

Изменение сопротивлений R'2 и Х'2 обмотки ротора в процессе пуска двигателя оказывает существенное влияние на форму механической характеристики. На 5.13,6 приведены несколько механических характеристик двигателей с пазами ротора (т. е. со стержнями беличьей клетки) различной формы. Кривая / относится к двигателям с круглыми пазами. Зону между кривыми 2 к 3 занимают двигатели с трапецеидальными пазами и глубокопазные; между кривыми 3 и 4—-двигатели с двойной беличьей клеткой и пазами колбообразной формы.

Как видно, уравнение внешней характеристики и формула для определения тока нагрузки имеют такой же вид, как для генератора независимого возбуждения. Однако напряжение V и ток / генератора параллельного возбуждения будут изменяться По-иному при изменении сопротивления г„. Объясняется это тем, что у генератора параллельного возбуждения ЭДС не остается постоянной. Действительно, изменение сопротивления г„ будет приводить к изменению тока / и напряжения U. Но так как

Для регулирования частоты вращения двигателей парал.-лельного и смешанного возбуждения путем изменения магнитного потока в цепь шунтовой обмотки включают реостат гр (см. 9.22). Изменение сопротивления последнего приводит к изменению тока /в и, следовательно, магнитного потока. При регулировании частоты вращения указанным методом резистор г из цепи якоря обычно выключают.

Если в одно из плеч моста включить термометр сопротивления ( 3.15, в), то изменения температуры будут вызывать изменение сопротивления плеча, которое в свою очередь вызовет изменение тока и показания измерительного прибора, проградуированного

Рв = /- -относительное изменение сопротивления цепи / гво

На участке изменений сигнала от нуля до значений напряженности управления, близких к режиму короткого замыкания, характеристики вход — выход для нового и прежнего значений нагрузок почти совпадают, что подтверждает справедливость закона магнитного усиления о равенстве напряженностей постоянного и переменного магнитных полей не только для идеального усилителя, но и для усилителя на реальных сердечниках; в частности, вывод об усилителе как управляемом источнике тока. Действительно, изменение сопротивления нагрузки в два раза практически не меняет ток нагрузки на указанном участке, если сигнал управления остается прежним.

Решение. В пункте «г» задачи 3.2 рассмотрен усилитель без обратной связи, являющийся управляемым источником тока, изменение сопротивления нагрузки которого не изменяет тока в ней. Как известно, усилитель с самонасыщением (так же, как и усилитель с внешней обратной связью, близкой к единице) является управляемым источником напряжения. Поэтому в данном случае напряжение, на нагрузке не меняется, а следовательно, ток в ней возрастает вдвое.

Существенную погрешность вносит также изменение сопротивления машины при ее нагреве во время работы.

Следовательно, при постоянной э. д. с. источника изменение сопротивления с частотой со вызывает появление постоянной составляющей, большей E/RQ. Кроме того, возникают гармоники тока с частотами, кратными со.

Такое изменение сопротивления цепи при постоянном приложении напряжения приводит к значительному увеличению тока.

ния влияет также наклеп, возникающий при намотке. Стабилизация осуществляется искусственным старением: катушки загружают в сушильный шкаф с температурой 393 К и выдерживают в нем в течение 8 ч, затем их вынимают и выдерживают при комнатной температуре в течение 2 ч. Цикл старения повторяют 8...12 раз в зависимости от диаметра провода (чем больше диаметр, тем больше число циклов). Далее проводится повторная подгонка сопротивления, пайка выводов, дополнительный цикл старения, окончательная подгонка с целью компенсации возможного изменения сопротивления при пайке и еще один цикл старения для снятия внутренних напряжений и наклепа в проводе. В заключение проводится контрольный цикл старения для определения степени стабильности сопротивления. Катушки добавочных резисторов и шунтов для приборов класса 0,1 не должны изменять сопротивление за контрольный цикл более чем на 0,01%. Если изменение сопротивления происходит в диапазоне 0,01...0,02%, то такие катушки используют для приборов класса 0,2 и соответственно при изменении сопротивления 0,02...0,04% —для приборов класса 0,5.

При регулировке многопредельных приборов пользуются не только изменением магнитной индукции, но и изменением активного сопротивления измерительной цепи. Известно, что в многопредельных вольтметрах пределы измерения расширяются в результате включения в измерительную 'цепь катушек с точно подогнанным по значению сопротивлением. В таких случаях требуется, чтобы первый предел помимо заданной силы тока потребления имел вполне определенное сопротивление цепи. Для этой цели в цепи первого предела устанавливается подгоночный резистор, сопротивление которого в процессе регулировки можно изменять. Размагничивание и изменение сопротивления позволяет добиться необходимого значения полного сопротивления цепи первого предела и требуемого угла отклонения подвижной части при заданной силе тока потребления.