Магнитное торможение

Магнитное состояние любой точки изотропной среды, т. е. среды с одинаковыми свойствами во всех направлениях, вполне определяется вектором напряженности магнитного поля Н и вектором магнитной индукции В, которые совпадают друг с другом по направлению.

Если начальное магнитное состояние материала тонкостенного торои-да характеризуется значениями Н = О, В = 0, то при плавном нарастании тока получим нелинейную зависимость В (И), которая называется кривой первоначального намагничивания ( 7.5, штриховая линия). Начиная с некоторых значений напряженности // магнитного поля индукция В в тонкостенном ферромагнитном тороиде практически перестает увеличиваться и остается равной 8тдх . Эта область зависимости В (Я) называется областью технического насыщения.

Рассмотрим расчет простейшей неразветвленной магнитной цепи с постоянным магнитом. Предположим, что тороид длиной / и площадью поперечного сечения S ( 7.13, в) изготовлен из магнитно-твердого материала, часть предельного статического цикла гистерезиса которого В (Н) изображена на 7.13, б. Материал тороида был предварительно намагничен так, что его магнитное состояние характеризуется остаточной индукцией Вг .

При уменьшении тока индукция изменяется по ниспадающей ветви АВГ предельного цикла гистерезиса и при i = 0 равна остаточной индукции Вг. Остаточная индукция Вг характеризует магнитное состояние постоянного магнита в замкнутой магнитной цепи.

( 14.9). Поэтому по рабочей обмотке проходит выпрямленный одно-полупериодный ток, за счет которого насыщаются сердечники усилителя. Размагничивание сердечников происходит за счет тока управления в тот полупериод, когда вентили запирают цепь соответствующей рабочей обмотки. Разделение во времени воздействия тока управления и рабочего тока на магнитное состояние сердечников является характерной особенностью МУС.

В радиальном направлении, проходящем через точку 1, напряженность поля в воздушном зазоре максимальна, следовательно, магнитное состояние ротора (точнее его поверхностного слоя) характеризуется точкой / на петле гистерезиса (см. 21.5, б). В точке 2 Н = О, но соответствующий участок викаллоя сохраняет созданную ранее намагниченность, когда середина полюса находилась над точкой 2. На участке 2—3 внешнее поле Н изменило направление по сравнению с тем, что было ранее, но намагниченность осталась неизменной. Магнитное состояние участков /—2 и 2—3 характеризуется соответствующими точками на петле 21.5, б.

При напряженности внешнего поля, равной //0, материал перемаг-ничивается. Поэтому на участке 3—4 вектор намагниченности имеет уже иное направление, чем было ранее, когда северный полюс распо- & лагался над этим участком. Таким же образом на петле гистерезиса и на эскизе двигателя можно отметить магнитное состояние остальных участков поверхностного слоя ротора.

Одним из достоинств предлагаемых схем регулирования напряжения подмагничиванием стали зубцов и спинки статора, кроме отмеченных выше малых и регулируемых постоянных времени обмоток подмагничивания, является возможность раздельно изменять магнитное состояние отдельных зубцов и участков магнитопровода машины. Используя это свойство, можно создать большое разнообразие систем регулирования напряжения, например, системы регулирования амплитуды и угла сдвига фаз напряжения генератора, системы с бегущим полем подмагничивания, системы регулирования продольных и поперечных реактивных сопротивлений машины и др.

при считывании информации с сердечника 2 в цепи обратной передачи возникает ток помехи /2ь который не должен изменить магнитное состояние сердечника 1. Сопротивление сердечника 1, равное гэ.ф ffi'Lx, в этом случае может быть найдено с учетом коэффициента непрямоугольное™ анп-Исходя из максимально допустимого тока, проходящего через диод, задаемся величиной тока /12= 0,05 А и определяем число витков обмотки ^ давх, необходимое для пере-магничивания сердечника 2:

Если в одну из обмоток, например шь подать положительный импульс тока, то магнитное состояние изменится от +ВГ до +Втах-Для материала с а < 1 это будет сопровождаться возникновением э. д. с. в других обмотках. Так, в обмотке ws возникает э. д. с.

Предположим, что данный полупериод является управляющим для первого сердечника и рабочим для второго. Выбрав параметры схемы так, чтобы в рабочем полупериоде сердечник обязательно достигал насыщения, можем утверждать, что к началу каждого управляющего полупериода сердечник будет насыщен, а к началу рабочего полупериода магнитное состояние сердечника будет определяться величиной управляющего сигнала (см. 3.10).

можения, создаваемого этими токами. Основы теории работы дифференциальных токовых защит применительно к электромеханическим реле тока с торможением впервые были разработаны НПИ (А. Д. Дроздов) в 30-е годы. В дальнейшем там же были разработаны защиты с магнитным торможением. В зарубежной практике также использовалось магнитное торможение. Общие принципы торможения базируются на следующих рассуждениях. Ток небаланса /Нб возрастает с увеличением тока сквозного КЗ или тока качаний. Поэтому целесообразно для отстройки от него иметь при этом автоматическое увеличение и тока срабатывания /С,Р ОТ, однако такое, чтобы при КЗ на защищаемом элементе, когда также под действием /к возможно увеличение /с,р, чувствительность защиты была большей, чем при выполнении ее без торможения. Это оказывается выполнимым при правильно выбранных значении торможения и схеме его реализации. Осуществление торможения возможно при использовании любой элементной базы.

Особо выполняется и магнитное торможение. Оно осуществляется дополнительным подмагничиванием проме-

механическими реле с торможением впервые были разработаны в .НПИ Б 30-е годы [Л. 226]. В дальнейшем там же разработаны реле с «магнитным» торможением от переменного тока [Л. 34, 227]. В заграничной практике использовалось «магнитное» торможение с выпрямленными токами [Л. 18] и от переменного тока [Л. 20]. Общие принципы торможения вытекают из рассмотрения схемы ( 6-11, «) и векторных соотношений токов одной фазы при внешнем ( 6-11,6) и внутреннем ( 6-11, в) к. з. Геометрическая сумма вторичных токов названа дифференциальным вторичным током (ранее обозначался /р) /,,. „ = AB + /iiB> а геометрическая полуразность этих токов — сквозным вторичным током

Схемы с реле, имеющими магнитное торможение. «Магнитное торможение» производится дополнительным подмагничиванием

Для защит с реле тока, имеющими магнитное торможение и насыщение, учитывая полную погрешность ТТ е = 0,1, достаточно иметь ктор„. „Hf я» 0,15 -г- 0,2. Начальный ток срабатывания (и .Fcp) может быть небольшим и для существующих конструкций он равен примерь о 0,2 /ном г. Коэффициент чувствительности защиты в понимании, использованном для защиты линий, применительно к генераторам характеризует ее неполноценно. Это происходит потому, что к, = /к 3 МИН//С. 3. определяемый обычно по К(2) на выводах машиш, не выявляет ее работу при к. з. внутри абмотки статора. Свойство защитоспособности целесообразно оценивать долей охваченных ею витков. Для этого на 8-8, б построены примерные зависимости токов в защите / к 3 а при внутренних междуфазных к. з. (кривая / для гп = 0 и кривая 2 для гп =J= 0) одиночно работающего двухполюсного турбогенератора и тока срабатывания /с ., (прямая 3) для обеих разновидностей защиты (так как для защиты с торможением /торм — 0) от доли а замкнувшихся витков. Ток /. 3 <; /1ЮМ-Г значительно меньше тока к. з. на выводах машины (/ном т/х'\. При уменьшении а ток /сз остается неиз-

Учитывая изложенное, схему применяют для трансформаторов не очень большой мощности, если обеспечиваются приемлемые /сч. мив. В случаях, когда расчетным условием для выбора /с 3 является отстройка от /нб, определяемых не /нам. 6р, а /вн. макс, на практике пока часто используются схемы, имеющие дополнительно магнитное торможение.

замкнутые обмотки, что ухудшает отстройку от переходных iH(5. Половины вторичной рабочей и тормозной обмоток располагаются на крайних стержнях и соединяются между собой так, что э. д. с. в ^Раб. в в целом наводится только от потока, определяемого м. д. с. &V6. п и wyp. Тормозная обмотка обеспечивает «магнитное» торможение — автоматическое увеличение /с 3 при возрастании /торм посредством насыщения магнитной системы НТТ от тока /вн и ухудшения вследствие этого магнитной связи между шря6_„ и а>раб. „.

Для мощных ПТ, имеющих трансформаторы тока на стороне НН, дополнительно к максимальной токовой защите на стороне ВН ЭПУ целесообразно предусматривать дифференциальную защиту ПТ и максимальную токовую защиту цепей НН ЭПУ, выводов ПТ и короткой сети. Дифференциальная защита выполняется двумя комплектами с различными схемами коммутации трансформаторов тока на стороне ВН ПТ. Это позволяет исключить ложную работу защиты при переключении первичной обмотки ПТ со звезды на треугольник и обратно. Для большей чувствительности дифференциальная защита выполняется с реле тока ДЗТ-П, имеющими магнитное торможение, и небольшой выдержкой времени, дающей необходимую отстройку от броска намагничивающего тока при включении ПТ на холостой ход ( 2.197).

можения, создаваемого этими токами. Основы теории работы дифференциальных токовых защит применительно к электромеханическим реле тока с торможением впервые были разработаны НПИ (А. Д. Дроздов) в 30-е годы. В дальнейшем там же были разработаны защиты с магнитным торможением. В зарубежной практике также использовалось магнитное торможение. Общие принципы торможения базируются на следующих рассуждениях. Ток небаланса /Нб возрастает с увеличением тока сквозного КЗ или тока качаний. Поэтому целесообразно для отстройки от него иметь при этом автоматическое увеличение и тока срабатывания /с,р ОТ, однако такое, чтобы при КЗ на защищаемом элементе, когда также под действием /к возможно увеличение /с,р, чувствительность защиты была большей, чем при выполнении ее без торможения. Это оказывается выполнимым при правильно выбранных значении торможения и схеме его реализации. Осуществление торможения возможно при использовании любой элементной базы.

Особо выполняется и магнитное торможение. Оно осуществляется дополнительным подмагничиванием проме-

Торможение асинхронного двигателя при самовозбуждении осуществляется за счет энергии незатухшего поля. На практике применение нашли так называемые конденсаторное и магнитное торможение.

Магнитное торможение реализуется после отключения статора двигателя от сети и замыкания с помощью ключей (обычно полупроводниковых) его выводов накоротко. За счет запасенной в двигателе электромагнитной энергии осуществляется возбуждение двигателя и на его валу создается тормозной момент.