Потокосцепления рассеяния

Трансформатор, первичная и вторичная обмотки которого не имеют активных сопротивлений и потокосцеплений рассеяния, называется идеализированным трансформатором. На 9.4, б идеализированный трансформатор выделен-штриховой линией.

Что касается зависимости cos^j двигателя от нагрузки, то его изменения обусловлены следующими соотношениями. Намагничивающий ток двигателя мало зависит от нагрузки, так как ее увеличение вызывает лишь возрастание потокосцеплений рассеяния, пропорциональных токам в обмотках статора и ротора, а главный магнитный поток машины при возрастании нагрузки незначительно уменьшается. Но активный ток двигателя пропорционален его механической нагрузке. Таким образом, с увеличением нагрузки двигателя относительное значение реактивного тока быстро убывает и cos y>\ увеличивается. При холостом ходе двигателя его коэффициент мощности довольно низок - примерно 0,2. С увеличением нагрузки он быстро возрастает и достигает максимального значения (0,8-0,95) при нагрузке, близкой к номинальной. Таким образом, даже у полностью загруженного двигателя реактивный ток составляет 60—30% тока статора.

Помимо основного (рабочего) потока Ф в сердечнике, токи обмоток создают в окружающем пространстве магнитное поле рассеяния. Магнитные линии этого поля, условно показанные на 13.1, сцеплены с витками только одной обмотки — первичной или вторичной. При изменении магнитных потокосцеплений рассеяния в обмотках индуктируются дополнительные э. д. с. Таким образом, в трансформаторе передача электрической энергии из первичной цепи во вторичную осуществляется посредством переменного магнитного поля в сердечнике, причем эти цепи электрически изолированы друг от друга.

У трансформаторов высокого напряжения величина ик составляет 5 Ч- 10%, у трансформаторов низкого напряжения 3 -г- 5%. Такая значительная разница величин ик объясняется тем, что по условиям изоляции у трансформаторов высокого напряжения сравнительно велико расстояние между первичной и вторичной обмотками; это приводит к увеличению потокосцеплений рассеяния.

Трансформатор, первичная и вторичная обмотки которого не имеют активных сопротивлений и потокосцеплений рассеяния, называется идеализированным трансформатором. На 9.4, б идеализированный трансформатор выделен штриховой линией.

Что касается зависимости cos^i двигателя от нагрузки, то его изменения обусловлены следующими соотношениями. Намагничивающий ток двигателя мало зависит от нагрузки, так как ее увеличение вызывает лишь возрастание потокосцеплений рассеяния, пропорциональных токам в обмотках статора и ротора, а главный магнитный поток машины при возрастании нагрузки незначительно уменьшается. Но активный ток двигателя пропорционален его механической нагрузке. Таким образом, с увеличением нагрузки двигателя относительное значение реактивного тока быстро убывает и cos f>i увеличивается. При холостом ходе двигателя его коэффициент мощности довольно низок - примерно 0,2. С увеличением нагрузки он быстро возрастает и достигает максимального значения (0,8—0,95) при нагрузке, близкой к номинальной. Таким образом, даже у полностью загруженного двигателя реактивный ток составляет 60—30% тока статора.

Трансформатор, первичная и вторичная обмотки которого не имеют активных сопротивлений и потокосцеплений рассеяния, называется идеализированным трансформатором. На 9.4, б идеализированный трансформатор выделен штриховой линией.

Что касается зависимости cosi^i двигателя от нагрузки, то его изменения обусловлены следующими соотношениями. Намагничивающий ток двигателя мало зависит от нагрузки, так как ее увеличение вызывает лишь возрастание потокосцеплений рассеяния, пропорциональных токам в обмотках статора и ротора, а главный магнитный поток машины при возрастании нагрузки незначительно уменьшается. Но активный ток двигателя пропорционален его механической нагрузке. Таким образом, с увеличением нагрузки двигателя относительное значение реактивного тока быстро убывает и cos^ увеличивается. При холостом ходе двигателя его коэффициент мощности довольно низок — примерно 0,2. С увеличением нагрузки он быстро возрастает и достигает максимального значения (0,8-0,95) при нагрузке, близкой к номинальной. Таким образом, даже у полностью загруженного двигателя реактивный ток составляет 60—30% тока статора.

Наиболее сложным в алгоритмическом плане является расчет индуктивных сопротивлений рассеяния и частичной взаимной индукции по потокам рассеяния. Дело в том, что индуктивности рассеяния зависят от положения сторон секций по высоте паза, а в лобовых частях — от числа лобовых частей в секциях и принадлежности их к ветвям в пределах конкретных зубцовых делений. Поэтому для расчета проводимостей, необходимых для определения потокосцеплений рассеяния и соответствующих им индуктивностей, разрабатывается подмодуль, основной функцией которого является вычисление фактических и эквивалентных проводимостей пазов. В модуле производится анализ координат областей паза, занятых анализируемыми сторонами

где Л00, Л^ — магнитные проводимости для потокосцеплений взаимной индукции нулевой последовательности и потокосцеплений рассеяния.

где АО,,, Ада — магнитные проводимости для потокосцеплений взаимной индукции нулевой последовательности и потокосцеплений рассеяния.

С учетом активного сопротивления обмотки г„ и потокосцепления рассеяния напряжение между выводами катушки определяется выражением

Для указанных на 9.4 направлений навивки первичной и вторичной обмоток и выбранных положительных направлений токов /t и <2 МДС /2и>2 возбуждает в магнитопроводе поток, направленный навстречу магнитному потоку от действия МДС /jWj. Следовательно, первичная и вторичная обмотки рассматриваемого трансформатора включены встречно, что условно обозначается разметкой выводов обмоток, как 2.50, в. Поэтому суммарная МДС первичной и вторичной обмоток равна /iWi - /2^2. Эта МДС возбуждает в магнитопроводе общий магнитный поток Ф. Кроме того, при анализе работы трансформатора нужно учесть потокосцепления рассеяния первичной 4с и вторичной ч> ас2 обмоток, которые пропорциональны соответственно токам /1 И /2.

Чем выше номинальные напряжения обмоток трансформатора, тем больше напряжение и , так как с увеличением толщины изоляции проводов возрастают потокосцепления рассеяния, а следовательно, и индуктивные сопротивления рассеяния х cl их ас2. При номинальной полной мощности S =5000-^5600 кВ • А и номинальном высшем напряжении 6,3 и 10 кВ напряжение и = 5,5%, а при номинальной мощности 3200—4200 кВ • А и номинальном высшем напряжении 35 кВ напряжение «к = 7%.

Напряжение, приложенное к первичной обмотке реального трансформатора, уравновешивается э. д. с. е\ рабочего потока Ф, э. д. с. eia от потокосцепления рассеяния, а также падением напряжения на активном сопротивлении г^ обмотки:

Для указанных на рте. 9.4 ншрмленкй навивки перинной н вторая-ной обмоток н выбранных положительных направлений токов /f н /2 МНС /jWa возбуждает в мвпштовроводе поток, направленный навстречу магнитному потоку от действия МДС ^w,. Следоватслыю, первичная н вторичная обмотки рассматриваемого трансформатора включены встречно, что условно обозначается разметкой, выводов обмоток, как 2.49, в. Поэтому суммарная МДС первичной и вторичной обмоток равна ;,и>, - /2w2. Эта МДС возбуждает в шпштопроводе общий магнитный поток Ф. Кроме того, при анализе работы трансформатора нужно учесть потокосцепления рассеяния первичной *_.е, и вторичной * г обмоток, которые пропорциональны соответственно токам l'i Н 12.

Чем выше номинальные напряжения обмоток трансформатора, тем больше напряжение «к, так как с увеличением. толщины изоляции проводов возрастают потокосцепления рассеяния, а следовательно, и индуктивные сопротивления рассеяния х_ их ас2. При номинальной

С учетом активного сопротивления обмотки г „ и потокосцепления рассеяния напряжение между выводами катушки определяется выражением .

Для указанных на 9.4 направлений навивки первичной и вторичной обмоток и выбранных положительных направлений токов i\ и /2 уДС /2M>2 возбуждает в магнитопроводе поток, направленный навстречу магнитному потоку от действия МДС i\Wi. Следовательно, первичная и вторичная обмотки рассматриваемого трансформатора включены встречно, что условно обозначается разметкой выводов обмоток, как 2.50, в. Поэтому суммарная МДС первичной и вторичной обмоток равна /jWi — /2W2. Эта МДС возбуждает в магнитопроводе общий магнитный поток Ф. Кроме того, при анализе работы трансформатора нужно учесть потокосцепления рассеяния первичной 4t и вторичной Ф с2 обмоток, которые пропорциональны соответственно токам /1 И /2 .

Чем выше номинальные напряжения обмоток трансформатора, тем больше напряжение UK , так как с увеличением толщины изоляции проводов возрастают потокосцепления рассеяния, а следовательно, и индуктивные сопротивления рассеяния * acl их ас2. При номинальной полной мощности S =5000 -^5600 кВ • А и номинальном высшем на-

где \CTi = Xni + Л.г1 + \Л1 + Хд1 - безразмерные коэффициенты проводимости для потокосцепления рассеяния.

2.9.8. Определить индуктивность рассеяния фазы трехфазной двухслойной шестиполюсной обмотки с числом витков в фазе w = 126 и числом пазов на полюс и фазу q = 4, если расчетная длина магнитопровода /6 = = 225 мм, коэффициент проводимости для потокосцепления рассеяния XCTl=6,18.