Неподвижных электродов

В систему (6.1) входит шесть уравнений напряжения:. два для статора и четыре для ротора. Число уравнений напряжений равно числу обмоток. Напряжения на роторе равны нулю, если ротор короткозамкнутый. При питании всех трех обмоток и при наличии в воздушном зазоре кругового поля напряжения статора и двух обмоток ротора должны создавать неподвижные относительно друг друга магнитные поля. Уравнение момента для этой схемы:

В систему (5.28) входит шесть уравнений напряжения: два для статора и четыре для ротора. Число уравнений напряжений равно числу обмоток. Напряжения на роторе равны нулю, если ротор короткозамкну-тый. При питании всех трех обмоток и при наличии в воздушном зазоре кругового поля напряжения статора и двух обмоток ротора должны создавать неподвижные относительно друг друга магнитные поля. Уравнение момента для этой схемы:

При пуске по первому способу ротор синхронного двигателя с возбужденными полюсами с помощью другого, предназначенного для этого вспомогательного электродвигателя доводится до частоты вращения ротора, равной или близкой к синхронной частоте вращения. При этом разноименные полюса ротора и поля статора, неподвижные относительно друг друга в пространстве, притягиваются через воздушный зазор машины. Ротор входит в синхронизм и далее вращается самостоятельно с частотой вращающегося магнитного поля. Вспомогательный электродвигатель оказывается при этом ненужным и его можно отключить от сети. В качестве вспомогательного двигателя обычно используется электродвигатель постоянного тока. Для этого также можно использовать и асинхронный электродвигатель с соответствующим числом пар полюсов.

Неподвижные относительно друг друга поля ротора и статора в воздушном зазоре машины создают результирующее поле и электромагнитный момент

Поля, неподвижные относительно друг друга, создают Мзм, а поля, перемещающиеся в воздушном зазоре относительно друг друга, создают поток тепловой энергии, косвенно влияя на распределение потоков механической и электрической энергии. Увеличение потерь в машине приводит к снижению

Для исследования синхронных машин применяют систему координат d, q. При этом <йк=а»р={йс, а наблюдатель «помещается» на ротор. Находясь на роторе, наблюдатель «видит» в воздушном зазоре неподвижные относительно ротора поля статора и ротора. Если мысленно остановить ротор, картина для наблюдателя не изменится. Моделирование уравнений в системе координат d, q на ЭВМ производится на постоянном токе. В системе координат a, p моделирование уравнений производится на переменном токе.

Как и в униполярных машинах, магнитное поле жестко связано с токами, а токи — с ядром Земли. Перемещения коры приведут к появлению сложных распределений токов, замыкающихся в коре и магме и зависящих от магнитного поля, скорости перемещения и сопротивления слоя. В этой гигантской униполярной машине скользящим контактом являются тысячекилометровые слои магмы, практически неподвижные относительно друг друга на расстояниях сотен километров.

В переходном процессе, возникающем после короткого замыкания обмотки статора (в отличие от переходных процессов при изменениях в цепи возбуждения) появляются свободные апериодически затухающие переходные токи не только в контурах ротора, но и в контурах статора. Свободные апериодически затухающие токи в контурах ротора образуют неподвижные относительно ротора поля, которые индуктируют в фазах статора переменные периодически изменяющиеся токи. Потери в активных сопротивлениях статора от этих токов покрываются за счет механической мощности, в связи с чем постоянные времени затухания свободных токов ротора не зависят от активных сопротивлений статора, и последние, не делая заметной ошибки, можно принять равными нулю.

Свободные апериодически затухающие токи в фазах статора образуют неподвижные относительно статора поля, которые индуктируют в контурах ротора переменные токи. Потери в активных сопротивлениях ротора от этих токов покрываются за счет механической мощности, в связи с чем постоянная времени згтухания свободных токов в контурах статора не зависит от активных сопротивлений короткозамкнутых контуров ротора и последние можно принять равными нулю. Таким образом, в контурах машины образуются две системы переходных составляющих токов, наименование которых связывается с характером изменения составляющих данной системы в фазах статора.

Поле, создаваемое токами внезапного короткого замыкания в статоре, вращается относительно статора с синхронной скоростью ге; в ту же сторону и с той же скоростью п вращается ротор; поэтому поля, создаваемые токами в обмотках ротора, должны быть неподвижны относительно ротора, так как только в этом случае обеспечивается постоянное электромагнитное взаимодействие между полями статора и ротора. Неподвижные относительно ротора ноля могут создаваться только такими токами в обмотках ротора, которые имеют постоянное направление, и притом, как это было показано выше, совпадающее с направлением основного тока возбуждения /в ( 38-4, бив).

При пуске по первому способу ротор синхронного двигателя с возбужденными полюсами с помощью другого, предназначенного для этого вспомогательного электродвигателя доводится до частоты вращения ротора, равной или близкой к синхронной частоте вращения. При этом разноименные полюса ротора и поля статора, неподвижные относительно друг друга в пространстве, притягиваются через воздушный зазор машины. Ротор входит в синхронизм и далее вращается самостоятельно с частотой вращающегося магнитного поля. Вспомогательный электродвигатель оказывается при этом ненужным и его можно отключить от сети. В качестве вспомогательного двигателя обычно используется электродвигатель постоянного тока. Для этого также можно использовать и асинхронный электродвигатель с соответствующим числом пар полюсов.

Специальным подбором формы и размера подвижных и неподвижных электродов можно получить практически равномерную шкалу, начиная с 10 -т- 15%.

царапин, вкраплений посторонних частиц; проверяют четкость очертаний цифр и знаков, а у зеркальных шкал — чистоту и отсутствие искажений зеркала. Необходимо проверить надежность всех соединений. Следует тщательно очистить от пыли, ворса и других посторонних частиц все зазоры, в которых перемещаются подвижные элементы прибора. Особенно внимательно проверяют возможное наличие ферромагнитных частиц в рабочем зазоре магнитоэлектрических приборов. В приборах с магнитоиндукционным успокоителем проверяют чистоту сектора успокоителя и его положение; в электростатических приборах — взаимное расположение подвижных и неподвижных электродов. Проверяют работу арретира, правильность взаимного расположения шкалы и стрелки при различных углах отклонения, крепление подвижной части.

В квадрантном электрометре ( 2-3) подвижная часть представляет собой электрод 1, выполненный из тонкой металлической фольги, подвешенный на кварцевой нити 2. С электродом жестко скреплено зеркало 3. Подвижный электрод расположен внутри неподвижных электродов 4 (квадрантов). На рисунке показана схема соединения электродов, позволяющая получить наивысшую чувствительность. Ось вращения подвижного электрода должна совпадать с осью симметрии неподвижных электродов. Если к зажимам Ux подать напряжение, то между подвижным и неподвижными электродами появятся электростатические силы взаимодействия, которые вызовут поворот подвижного электрода и закручивание нити подвеса. Подвижный электрод установится в новое положение, при котором момент вращения электростатических сил будет равен противодействующему моменту закручивания нити. Теория прибора показывает, что угол поворота а подвижной части пропорционален измеряемому напряжению:

ставляет собой разновидность механизма электростатического прибора, который имеет один подвижный и несколько неподвижных электродов, находящихся под разными потенциалами.

Широкое распространение получили квадрантные электрометры ( 10.1), у которых подвижная часть / с зеркалом 2 закреплена на подвесе 3 и расположена внутри четырех неподвижных электродов 4 (квадрантов). На 10.1 приведена одна из схем соединения электродов, обладающая наибольшей чувствительностью. Измеряемое напряжение Ux включается между подвижной частью и общей точкой, а на квадранты от вспомогательных источников подаются постоянные напряжения U, значения которых равны, но противоположны по знаку. Отклонение подвижной части в этом случае равно:

в электрометрах благодаря наличию вспомогательных источников напряжения. В составе его ИМ три электрода: один подвижный и два неподвижных. Неподвижные электроды / могут быть представлены парой сегментов (бинантные электрометры) — 8.17, «либо двумя парами (квадрантные) — 8.17, б, противоположные квадранты которых обычно соединены электрически, места соединения являются клеммами неподвижных электродов. Подвижная часть электрометра крепится с помощью растяжек либо подвеса (металлического либо из кварцевой нити), причем подвижный электрод 2 (бисквит) у бинант-ных электрометров состоит из двух половин, электрически изолированных друг от друга.

Если к электродам подвести различные потенциалы, подвижная часть начнет поворачиваться в сторону электродов с более высоким потенциалом, что приводит к изменению емкостей между подвижным и неподвижным электродами. Так, по отношению к одному из неподвижных электродов емкость (Ct) будет уменьшаться, а по отношению к другому (С2) — увеличиваться. Если потенциалы неподвижных электродов (/! и U2, а подвижного — U3, то электрическая энергия электрометра

При бисквитном подключении между клеммами неподвижных электродов и землей ( 8.17, в) приложены напряжения i/! и (У2, равные по значению (U1 = Uz— U0) и противоположные по знаку; измеряемое напряжение U подключается между клеммой подвижного

При квадрантном подключении ( 8.17, г) измеряемое напряжение подается на клеммы неподвижных электродов, одна из которых заземляется, а вспомогательное напряжение — между клеммой подвижного электрода и землей. Тогда

При двойном подключении ( 8.17, д) клемма одного из неподвиж" ных электродов соединяется с подвижным, а другого — с землей; измеряемое напряжение подается на клеммы неподвижных электродов. В этом случае электрометр работает как обычный электростатический вольтметр как на переменном, так и на постоянном токе.

Вел едствие нелинейности функции преобразования относительно перемещения диапазон преобразований обычно не превышает нескольких процентов начального значения зазора между электродами преобразователя. Расширить диапазон преобразования можно путём использования дифференциального преобразователя ( 20.3, в). Дифференциальный емкостный преобразователь состоит из двух неподвижных электродов 1, 3 и одного подвижного электрода 2, закрепленного на пружинах 4. При перемещении подвижного электрода емкость между одними обкладками увеличивается, а между другими уменьшается. При соответствующем включении такого преобразователя в измерительную цепь существенно возрастает чувствительность, уменьшаются нелинейность функции преобразования, а также ее зависимость от влияния внешних факторов.