Соседними коллекторными

Если бы создаваемые соседними катушками потоки были направлены одинаково, то радиальные потоки взаимно компенсировали бы друг друга и совсем не создавали бы усилий, вращающих дуги.

В переплетенной обмотке разность напряжений между соседними витками в п/2 раз больше, чем у непрерывной. При этом снижается напряжение между соседними катушками, что позволяет отказаться от экранирующих витков и дополнительной изоляции отдельных катушек. Переплетенные обмотки находят широкое применение в мощных трансформаторах на напряжения ПО—1200 кВ.

Для первой гармонической угол сдвига между двумя соседними пазами и, стало быть, соседними катушками, будет:

В случае применения для междукатушечной изоляции шайб'из электроизоляционного картона, простых ( 4-9, в) или угловых ( 4-9, а) между каждыми двумя соседними катушками укладываются две шайбы., Толщина шайб 0,05 см, выступ шайбы а берется обычно не менее 0,6 см. Этот способ изоляции применяется для класса напряжения не выше 35 кВ (?/исп^85 кВ) в тех случаях, когда по условиям охлаждения обмотки можно закрыть шайбами все охлаждающие каналы ( 4-9, а) или половину каналов ( 4-9, в). В трехфазных трансформаторах с потерями короткого замыкания по ГОСТ 11920-73 и ГОСТ 12022-66 и во всех трансформаторах с алюминиевыми обмотками в ряде случаев половина каналов может быть закрыта при мощности трансформатора до 6300 кВ-А.

Название петлевой эта обмотка получила из-за того, что при движении вдоль контуров катушек от начала катушечной группы к ее концу происходит петлеобразное перемещение ( 22-5). Выводы катушек петлевой обмотки, предназначенные для соединения с соседними катушками, показаны на 22-4. В простей-

ко для изоляции обмотки по отношению к земле, но и для изоляции между отдельными частями обмотки, между соседними катушками и витками. Наибольшая опасность возникает обычно для изоляции первых витков и катушек обмотки в момент начального распределения напряжения или резкого спада напряжения в случае «срезанной» волны ( 2-198), которую можно рассматривать как наложение двух апериодических волн разных знаков, следующих друг за другом, при условии, что вторая волна имеет крутой фронт. Количественные расчеты волновых процессов в обмотках представляют значительные математические трудности и не приводят к точным результатам, поэтому выше была дана лишь качественная оценка этих явлений, позволяющая все же "подойти к правильному конструированию ,

При применении для междукатушечной изоляции шайб из электроизоляционного картона, простых ( 4.9, в) или угловых ( 4.9, а), между каждыми двумя соседними катушками укладываются две шайбы. Толщина шайб 0,5 мм, выступ шайбы а принимается обычно не менее 6 мм. Этот способ изоляции применяется для класса напряжения не выше 35 кВ ((/:1СП^85 кВ) в тех случаях, когда по условиям охлаждения обмотки можно закрыть шайбами все охлаждающие каналы ( 4.9, а) или половину каналов ( 4.9, в). В трехфазных трансформаторах классов напряжения 10 и 35 кВ с потерями короткого замыкания по ГОСТ и во всех трансформаторах с алюминиевыми обмотками в ряде случаев половина каналов может быть закрыта при мощности трансформатора до 6300 кВ-А.

Название петлевой эта обмотка получила из-за того, что при движении вдоль контуров катушек от начала катушечной группы к ее концу происходит петлеобразное перемещение ( 22-5). Выводы катушек петлевой обмотки, предназначенные для соединения с соседними катушками, показаны на ,22-4. В простейте

В этих условиях проявляются емкостные сопротивления трансформатора. До сих пор учитывались только индуктивные сопротивления XL = со L, в действительности существуют еще емкостные связи, упрощенная картина которых для одной какой-либо обмотки приводится на 16-5. Здесь Ск — емкость между двумя соседними катушками и С3 — емкость катушки на землю.

Вследствие колебательного процесса потенциалы отдельных точек обмотки могут оказаться больше амплитуды волны, перенапряжения вдоль обмотки (между соседними катушками или витками) могут значительно превышать рабочее напряжение на этих участках. Возникают перенапряжения, действующие как на главную, так и на продольную изоляцию. Изоляция первых (от линейного конца •А) витков и катушек испытывает наибольшие перенапряжения в момент падения волны (начальное распределение напряжения) или резкого спада напряжения при срезе волны ( 4.12). Срезанную

количеством параллельных вет- Л вей. После этого должно быть 3" проверено максимальное напряжение между соседними коллекторными пластинами при на-' грузке (В)

При деформации кривой поля также повышается максимальное напряжение между соседними коллекторными пл_астинами 254

мкнутой секции и максимальное напряжение между соседними коллекторными пластинами, но также потенциальную напряженность коллектора в зоне набегающего края полюса. Чем круче фронт потенциальной кривой в указанной зоне, тем больше вероятность возникновения кругового огня. Критерием крутизны является градиент потенциала в зоне набегающего края полюса, именуемый фактором коммутационной стойкости.

Как показано в [3], если для упрощения принять прямолинейное изменение напряжения между соседними коллекторными пластинами в промежутке между краем полюса и началом коммутационной зоны ( 10-24), то фактор коммутационной стойкости, (В/мм)

(см. далее о коммутации). Этому способствует и местное увеличение магнитной индукции под одним краем полюса, так как увеличиваются мгновенные величины э.д.с. в секциях и напряжения между соседними коллекторными пластинами, что может привести к возникновению дуговых разрядов между пластинами и даже кругового огня на коллекторе. Более детальный анализ показывает, что в машине с насыщенной магнитной системой реакция якоря приводит к уменьшению средней магнитной индукции под полюсом. Размагничивающее действие усиливается при смещении щеток с геометрической нейтрали, так как вместе с этим смещается направление намагничивающей силы обмотки якоря и в ее составе появляется продольная составляющая, направленная встречно к основному магнитному потоку полюсов.

Поскольку напряжение между двумя соседними коллекторными пластинами UK = 2pU/K должно быть в пределах, не превышающих 15-16 В, принимаем вариант 3; в этом случае обмотка имеет целое число витков в секции wc = 2, число коллекторных пластин К = 87, число эффективных проводников в пазу Nn = 12, число секций в обмотке якоря Nc= N/(2wc) = 348/4 = 87.

Таким образом, крутизна подъема потенциальной коллекторной кривой на прямолинейном участке dUa/dx — Ci;/tim.T, т. е. зависит не только от напряжения между соседними коллекторными пластинами е,-, но и от коллекторного деления.

Таким образом была показана возможность возникновения кругового огня из единичной вспышки между соседними коллекторными пластинами. Этим и объясняется то, что круговой огонь на мощных электрических машинах возникает внезапно, без всяких предварительных признаков, что сильно затрудняет устройство какой-либо защиты от его возникновения.

Среднее и максимальное напряжение между соседними коллекторными пластинами:

Напряжение между соседними коллекторными пластинами. Если пренебречь падением напряжения в витках, то напряжение ик между соседними коллекторными пластинами будет равно сумме ЭДС, индуктируемых во включенных между ними витках обмотки якоря. Например, для обмотки, состоящей из одновитковых секций ( 11.11, а), напряжение мк = 2е. Из (11.1) следует, что ЭДС е пропорциональна индукции Вх в соответствующей точке воздушного зазора, поэтому кривая распределения по окружности коллектора напряжений ык

Причины искрения могут быть связаны как с коммутацией, так и с неравномерным распределением напряжения между коллекторными пластинами. На основании выражения (1.2, а) можно считать, что распределение напряжения по коллекторным пластинам соответствует в определенном масштабе распределению индукции В в воздушном зазоре. Кривая 1 ( XIП.8, а) показывает распределение индукции В при холостом ходе и при нагрузке ( XIII.8, б). Кривая 2 распределения напряжения между коллекторными пластинами имеет ступенчатый характер, средняя линия которой пропорциональна кривой / индукции В. Ординаты ступенчатой кривой 2 определяют разность напряжения между соседними коллекторными пластинами. Сравнивая рисунки, видим, что разность напряжения между различными пластинами неодинакова И становится особенно неравномерной при нагрузке вследствие поперечной реакции якоря. Коммутация проходит благоприятно в случае, если наибольшая величина разности напряжения I/нб (см. XIII.8, б) не превышает некоторого значения, состав-