Насыщении сердечника

Последнее уравнение показывает, что вращающий момент двигателя при ненасыщенном магнитопроводе возрастает пропорционально квадрату тока, в соответствии с чем начальная часть кривой зависимости момента от тока имеет вид параболы ( 13.44). Но при сильном насыщении магнитной цепи поток почти перестает увеличиваться с увеличением тока возбуждения и момент в дальнейшем возрастает приблизительно пропорционально току. Частота вращения двигателя убывает почти обратно пропорционально току, пока не сказывается магнитное насыщение. Механическая характеристика двигателя, показание

Последнее уравнение показывает, что вращающий момент двигателя при ненасыщенном магнитопроводе возрастает пропорционально квадрату тока, в соответствии с чем начальная часть кривой зависимости момента от тока имеет вид параболы ( 13.44). Но при сильном насыщении магнитной цепи поток почти перестает увеличиваться с увеличением тока возбуждения и момент в дальнейшем возрастает приблизительно пропорционально току. Частота вращения двигателя убывает почти обратно пропорционально току, пока не сказывается магнитное насыщение. Механическая характеристика двигателя, показан-

Последнее уравнение показывает, что вращающий момент двигателя при ненасыщенном магнитопроводе возрастает пропорционально квадрату тока, в соответствии с чем начальная часть кривой зависимости момента от тока имеет вид параболы ( 13.44). Но при сильном насыщении магнитной цепи поток почти перестает увеличиваться с увеличением тока возбуждения и момент в дальнейшем возрастает приблизительно пропорционально току. Частота вращения двигателя убывает почти обратно пропорционально току, пока не сказывается магнитное насыщение. Механическая характеристика двигателя, показан-176

Как известно, поперечная реакция якоря вызывает ослабление ноля под одним краем полюса и усиление его иод другим. В ненасыщенной машине результирующий поток полюса при этом не изменяется. При насыщении магнитной цепи увеличение потока иод одним из краев полюса происходит в меньшей мере, чем ослабление под другим, и результирующий поток (его первая гармоника) уменьшается. Для компенсации размагничивающего действия поперечной реакции якоря необходимо увеличивать МДС обмотки возбуждения на F ,.

ее искривление. Однако при дальнейшем насыщении магнитной системы машины соответствующий этому участок характеристики холостого хода снова становится линейным, но уже с небольшим наклоном относительно оси абсцисс, подобно тому, как это наблюдается в магнитных системах без ферромагнитных сердечников.

Электромагнитные переходные процессы при постоянном насыщении или при ненасыщенной магнитной цепи машины описываются линейными дифференциальными уравнениями с постоянными коэффициентами, решение которых не встречает затруднений. При изменяющемся насыщении магнитной цепи дифференциальные уравнения электрических машин становятся нелинейными и решаются численными методами.

С точки зрения математического исследования электрических машин эти группы отличаются коэффициентами при неизвестных. В машинах с взаимно неподвижными осями обмоток при неизменном насыщении магнитной цепи коэффициенты само- и взаимоиндукции обмоток могут считаться постоянными, а следовательно, уравнения машины являются линейными уравнениями с постоянными коэффициентами. В машинах с взаимно перемещающимися осями обмоток коэффициенты взаимоиндукции, а при наличии явно выраженных полюсов — и коэффициенты самоиндукции, являются тригонометрическими функциями угла поворота ротора. При отсутствии нелинейностей решение уравнений выполняется изложенными ранее методами после преобразования координатных осей, в результате которого осуществляется переход от уравнений с периодическими коэффициентами к уравнениям с постоянными коэффициентами при неизвестных.

Коэффициенты La и Lm при ненасыщенной магнитной цепи постоянные. Следовательно, уравнение (6.3) линейное и имеет решение в общем виде относительно тока. Если выполняются условия самовозбуждения, то генератор самовозбуждается и при ненасыщенной магнитной цепи процесс самовозбуждения имеет незатухающий характер, т. е. ЭДС якоря бесконечно возрастает. Однако в реальных машинах этого не происходит. При увеличении тока в обмотке возбуждения и, следовательно, потока магнитная цепь машины насыщается. При насыщении магнитной цепи ЭДС якоря становится нелинейной функцией тока возбуждения и индуктивности La и ?ш не будут постоянными величинами. Следовательно, уравнение (6.3) становится нелинейным и решения относительно тока в общем виде не имеет.

Таким образом, переход от системы координат а, Ь, с к осям d, q позволил исключить периодические коэффициенты. При постоянном насыщении магнитной цепи дифференциальные уравнения равновесия напряжений СМ являются уравнениями с постоянными коэффициентами, а при постоянной частоте вращения ротора — линейными дифференциальными уравнениями. Аналитические исследования уравнений СМ упрощаются, если использовать систему о.е.

При номинальных первичных токах ТА токи 1нб невелики и обычно не превосходят 2 — 3 % /ном- При возрастании первичных токов возрастают /нам и соответственно /Нб-Особенно большие /Нб появляются при переходных процессах в ТА, когда /нам могут приобретать весьма большие значения. Пиковые значения могут достигать в таких случаях многих десятков процентов первичных токов. Однако столь большие г'Нб существуют кратковременно и поэтому должны учитываться для защит или ступеней защит, работающих без выдержки времени или с небольшой выдержкой времени. Ток небаланса электромагнитных ТА в установившемся симметричном режиме, как это было показано, например, в работах А. А. Воскресенского (Гор-энерго) конца 40-х годов, состоит из первой и высших гармоник, при небольших первичных токах — в основном из первой гармоники и при значительных токах (насыщении магнитной системы) — в основном из третьей гармо-

При отсутствии размагничивающего действия реакции якоря внешняя характеристика описывается уравнением U = E — IRa, представляющим прямую линию в плоскости координатных осей U, I. При насыщении магнитной системы и наличии размагничивающего действия реакции якоря с увеличением нагрузки ЭДС генератора уменьшается, поэтому напряжение генератора снижается быстрее, чем по закону прямой линии ( 9.17).

Периодическое изменение индуктивности обмотки управления, являющейся одновременно и обмоткой выхода, создается за счет изменения магнитной проницаемости сердечника продольному полю. При насыщении сердечника поперечным полем она оказывается мала, увеличиваясь при работе на линейной части кривой намагничивания.

Во втором случае при полностью смещенном токе iS6 и насыщении сердечника TALT индукция изменяется только в узких пределах — от + Внас до В, в частности до остаточной индукции Воет, если мгновенные значения г'нб снижаются до нуля. Так, например, при колебаниях индукции от + ВНаС до + Вост она за период только дважды изменяется на Внас—Воет и, следовательно, определяет ЭДС, пропорциональную 2(Внас—Вост). Для обеспечения правильного функционирования защиты при рассматриваемых внешних КЗ необходимо иметь Вс>0,5(#нас—Вост).

Путем измерений или расчета магнитной цепи может быть построена вольт-амперная характеристика цени с катушкой. Это построение производится обычно для эквивалентного синусоидально го тока. При увеличении напряжения на зажимах катушки, изменяющегося гармонически, должен увеличиваться ее магнитный ноток. При насыщении сердечника ток катушки (эквивалентный и гармонические составляющие) будет возрастать быстрее, чем магнитный поток и напряжение. Электроизмерительные приборы, Рнс- 7"5- Вольт-амперная r r r * характеристика цепи катуш-

катушки, изменяющегося гармонически, должен увеличиваться ее магнитный поток. При насыщении сердечника ток катушки (эквивалентный и гармонические составляющие) будет возрастать быстрее, чем магнитный поток и напряжение. Электроизмерительные приборы, например, дают значения действующих измеряемых величин! Поэтому при экспериментальном снятии зависимости напряжения на зажимах катушки от тока в ней V = / (/) получим нелинейную характеристику ( 7-5). Произведя расчет магнитной цепи и олределив для несинусоидального тока эквивалентный синусоидальный ток, получим такую же характеристику. При включении катушки на напряжение источника переменного тока ее полное сопротивление будет уменьшаться при увеличении напряжения.

Резонансные условия могут выполняться и при отсутствии насыщения (собственная частота схемы равна резонансной), но при этом нелинейный элемент ведет себя, как линейный, т. е. энергетические условия не могут быть выполнены. Условие резонанса должно выполняться при насыщении сердечника, которое обеспечивается одновременно составляющими Фг и Ф/г. Поэтому с увеличением Ф± поток Ф/, обнаруживает тенденцию к уменьшению ( 21-25) до тех пор, пока насыщение, обусловленное только одной составляющей промышленной частоты, не выведет схему из условий резонанса.

При насыщении сердечника проницаемость существенно уменьшается, поэтому резко возрастает и ток намагничивания. Схемы с насыщающимся трансформатором ненадежны, так как при резком возра-

лу 9.4) растет при насыщении сердечника практически только за

( 16-9). При большом насыщении сердечника кривая тока, кроме того, будет содержать пятую, седьмую и другие нечетные высшие гармоники.

Внешнее к. з. ( 6-10, в). При полностью смещенном токе i'Hg и насыщении сердечника НТТ индукция изменяется только в узких пределах — от +ВНас до В, в частности до. остаточной индукции Вост, если мгновенные значения (Hg снижаются до нуля. Для срабатывания защиты в этих условиях токи должны

59. Метод расчета токовой и угловой погрешностей трансформатора тока при глубоком насыщении сердечника. — «Электричество», 1967, № 12, с. 39—43. Авт.: Дмитриев К. С., Казанский В. Е., Королев К. П., Либерзон Э. М.

Граница между областями насыщения и линейного режима определяется, так же как в блокинг-генераторе, равенством 1К = В1$. Рассасывание неосновных носителей в базе происходит при увеличении тока коллектора до значения 1К тАХ = В1б. Элементом, который в генераторе Ройера приводит к резкому росту тока коллектора, является насыщающийся сердечник. При насыщении сердечника ток намагничивания резко увеличивается и, следовательно, увеличивается ток коллектора транзистора. Когда ток коллектора достигнет значения /ктах, транзистор выйдет