Насыщением магнитопровода

По отношению к остаточному магнитному потоку она может быть направлена согласно или встречно, т. е. подмагничивать или размагничивать мапштопровод генератора. Для самовозбуждения необходимо согласное направление, что имеет место при правильном соединении обмотки возбуждения с якорем. При таком соединении ток возбуждения усиливает магнитное поле генератора, а последнее индуктирует большую ЭДС в обмотке якоря. Возрастание ЭДС вызывает дальнейшее увеличение тока возбуждения. Увеличение потока и тока возбуждения ограничивается насыщением магнитной цепи.

пая на 13.45, а (кривая /) при / =:/ , называется естественной характеристикой. При увеличении нагрузки на валу двигателя ток возрастает относительно медленно и обратно пропорционально ему уменышется частота вращения. Например, если пренебречь насыщением магнитной цепи и реакцией якоря, то можно считать, что при увеличении вдвое момента на валу двигателя ток возрастает лишь до 140% первоначального значения, а частота вращения уменьшается до 70%. У двигателя с параллельным возбуждением повышение вдвое момента на валу лишь незначительно уменьшит частоту вращения, зато ток двигателя увеличится до 200% первоначального.

потока и э. д. с. Рост э. д. с. ?0 от тока возбуждения машины с насыщением магнитной цепи замедляется ( 17.23). Падение же напряжения в цепи возбуждения (с сопротивлением г„) пропорционально току: Utt = гв /„ (прямая на 17.23). Поэтому, когда оно становится равным э. д. с. якоря, процесс самовозбуждения заканчивается:

Генератор последовательного возбуждения. Этот генератор (см. 17.18, в) возбуждается только при нагрузке. С увеличением тока нагрузки поток генератора, его э.д.с. и напряжение сначала растут. Затем с насыщением магнитной цепи рост потока почти прекращается; вследствие увеличения внутреннего падения напряжения напряжение на зажимах нагрузки падает. Подобная зависимость от нагрузки не позволяет применять генераторы последовательного возбуждения для питания большинства потребителей, нормально работающих при неизменном напряжении. Поэтому такие генераторы практически не используются.

По отношению к остаточному магнитному потоку она может быть направлена согласно или встречно, т. е. подмагничивать или размагничивать магнитопровод генератора. Для самовозбуждения необходимо согласное направление, что имеет место при правильном соединении обмотки возбуждения с якорем. При таком соединении ток возбуждения усиливает магнитное поле генератора, а последнее индуктирует большую ЭДС в обмотке якоря. Возрастание ЭДС вызывает дальнейшее увеличение тока возбуждения. Увеличение потока и тока возбуждения ограничивается насыщением магнитной цепи.

ная на 13.45, а (кривая /) при /в( =/я, называется естественной характеристикой. При увеличении нагрузки на валу двигателя ток возрастает относительно медленно и обратно пропорционально ему уменышется частота вращения. Например, если пренебречь насыщением магнитной цепи и реакцией якоря, то можно считать, что при увеличении вдвое момента на валу двигателя ток возрастает лишь до 140% первоначального значения, а частота вращения уменьшается до 70%. У двигателя с параллельным возбуждением повышение вдвое момента на валу лишь незначительно уменьшит частоту вращения, зато ток двигателя увеличится до 200% первоначального.

По отношению к остаточному магнитному потоку она может быть направлена согласно или встречно, т. е. подмагиичивать или размагничивать мапштопровод генератора. Для самовозбуждения необходимо согласное направление, что имеет место при правильном соединении обмотки возбуждения с якорем. При таком соединении ток возбуждения усиливает магнитное поле генератора, а последнее индуктирует большую ЭДС в обмотке якоря. Возрастание ЭДС вызывает дальнейшее увеличение тока возбуждения. Увеличение потока и тока возбуждения ограничивается насыщением магнитной цепи.

характеристикой. При увеличении нагрузки на валу двигателя тек возрастает относительно медленно и обратно пропорционально ему уменьшается частота вращения. Например, если пренебречь насыщением магнитной цепи и реакцией якоря, то можно считать, что при увеличении вдвое момента на валу двигателя ток возрастает лишь до 140% первоначального значения, а частота вращения уменьшается до 70%. У двигателя с параллельным возбуждением повышение вдвое момента на валу лишь незначительно уменьшит частоту вращения, зато ток двигателя увеличится до 200% первоначального.

Верхний предел индукции #5ном огРаничен' главным образом, насыщением магнитной цепи и в первую очередь насыщением зубцового

Пренебрежение насыщением магнитной цепи и потерями в стали позволяет пользоваться линейной зависимостью между потоками и МДС. Результирующий поток нескольких контуров в этом случае можно определить как сложением МДС контуров и нахождением его по результирующей МДС, так и сложением потоков, созданных каждой МДС в отдельности. При отсутствии потерь в стали потоки совпадают по фазе с создающими их МДС и токами. Пренебрежение высшими гармоническими составляющими потока облегчает математическое исследование электрических машин.

Более высокие показатели имеют нагреватели трансформаторного типа. На магнитной системе трехфазного трансформатора с цилиндрическими первичными обмотками монтируются вторичные обмотки в виде змеевиков (по которым пропускается нагреваемая жидкость или газ), электрически замкнутых накоротко, желательно из немагнитного материала с высоким удельным сопротивлением (аустенитная сталь). Расчет установки проводится, как для обычного трансформатора с активной нагрузкой. Эти нагреватели более сложны в изготовлении, зато обеспечивают высокие КПД, коэффициент мощности (свыше 0,9) и большие удельные мощности, ограниченные лишь условиями теплоотвода от первичной и вторичной обмоток и насыщением магнитной системы. Мощность нагревателей составляет десятки и сотни киловатт. Благодаря высокому коэффициенту мощности они включаются в сеть без компенсации реактивной мощности.

Нельзя размыкать вторичную цепь работающего ТТ. В разомкнутой вторичной цепи ТТ ток /2 равен нулю, но в первичной цепи ток ft практически не изменяется. Следовательно, при разомкнутой вторичной цепи весь первичный ток становится намагничивающим, т. е. по (9.30) /,х^1 =/)Wb а так как при номинальном режиме flKw\ составляет примерно 0,5% /jWj, то такое многократное увеличение МДС вызывает очень большое увеличение магнитного потока (ограниченное насыщением магнитопровода). Электродвижущая сила EI пропорциональна магнитному потоку [см. (9.29) ], и в результате увеличения последнего при размыкании вторичной цепи во вторичной обмотке индуктируется ЭДС порядка сотен вольт (до 1,5 к В у ТТ на большие токи). Следовательно, возникает опасность для жизни человека, разомкнувшего вторичную цепь. Кроме того, возрастает мощность потерь в магнитопроводе [см. (8.11) и (8.12)] и в результате сильное его нагревание и расширение. То и другое опасно для целости изоляции и в конечном итоге может привести к пробою изоляции и короткому замыканию на землю со стороны ВН.

фициентов в (8.12) в магнитном поле трансформатора появляются: высшие гармоники. В основном, это гармоники, связанные с насыщением магнитопровода — нелинейностью взаимной индуктивности.

В трансформаторах энергия магнитного поля концентрируется, в основном, в магнитопроводе и небольшая часть — в пространстве, занимаемом полем рассеяния. Как и в электрических машинах, из-за нелинейности коэффициентов в (7.12) в магнитном поле трансформатора появляются высшие гармоники. В основном, это гармоники, связанные с насыщением магнитопровода — нелинейностью взаимной индуктивности.

Ранее рассматривалась методика расчета динамических характеристик электромагнитов постоянного и переменного тока, имеющих ненасыщенную магнитную систему, т. е. когда индуктивность обмотки L зависит только от положения якоря электромагнита. В большинстве случаев магнитная система электромагнита в процессе включения ненасыщена на протяжении большей части хода якоря. Насыщение наступает при малых зазорах, когда индукция в железе достигает больших значений. Однако существует ряд устройств (электромагниты, работающие кратковременно или в схемах с форсировкой тока), для которых необходимо считаться с насыщением магнитопровода. В этом случае потокосцепление не может быть представлено в виде произведения статической индуктивности L и тока i, так как L является функцией двух переменных: тока i в обмотке и пути х.

Поток реакции якоря вызывает э. д. с. якоря Ея. Наиболее просто ее можно учесть, если пренебречь насыщением магнитопровода. При этом поток реакции якоря и э. д. с. Ея пропорциональны току якоря, и э. д. с. Ея можно представить в виде индуктивного падения напряжения:

м пг на"Ряжение «оздушного зазора -главная состав-МДС обмотки возбуждения; оно составляет в машинах с большими насыщением магнитопровода 60...80%, в малонасыщен-

Изгиб характеристики холостого хода объясняется насыщением магнитопровода. Номинальный ток возбуждения выбирают таким, чтобы он соответствовал участку перегиба характеристики холостого хода. При этом наилучшим образом используется свойство магнитопровода усиливать магнитный поток обмоток возбуждения.

тора при мощности трансформатора, равной половине натуральной мощности линии. Резонанс в линейной части схемы наступает при длине линии всего 280 км и резко ограничивается насыщением магнитопровода трансформатора, но при длине свыше 430 км ток намагничивания трансформатора способствует увеличению напряжения.

Насыщенный трансформатор. В реальном трансформаторе необходимо считаться с заметным насыщением магнитопровода. Поэтому Lu ^= const и вместо последнего члена уравнения (17-1) необходимо написать

Насыщающийся реактор - это неуправляемый реактор с нелинейной характеристикой (со сталью), которая определяется насыщением магнитопровода полем обмотки переменного тока. Эквивалентное сопротивление реактора растет с увеличением тока; это свойство реактора используется для ограничения тока КЗ.

Насыщенный трансформатор. В реальном трансформаторе необходимо считаться с заметным насыщением магнитопровода. Поэтому Lu Ф const и вместо последнего члена уравнения (17-1) необходимо написать

делах допустимого ускорения) при минимальном потреблении тока. Это достигается за счет того, что в алгоритм управления введены конкретные соотношения между частотой и напряжением инвертора, изменяющиеся в процессе пуска. В самом начале пускового режима допустимо увеличение отношения напряжения к частоте. Благодаря контуру стабилизации ЭДС увеличение напряжения относительно частоты не сопровождается чрезмерным насыщением магнитопровода.