Вносимого сопротивления

Для доказательства этого допустим, что двигатель нагружен некоторым моментом Мпр и режим задан точкой А на угловой характеристике ( 20.13). При внезапном увеличении противодействующего момента на некоторую величину ДМпр ротор двигателя начнет тормозиться, в результате чего увеличится угол 0 = ВА +Д0. С увеличением угла 6 начнет возрастать и вращающий момент двигателя до тех пор, пока не наступит новое равновесие моментов при большом угле в. При снижении тормозного момента до первоначального значения режим работы машины будет вновь характеризоваться точкой А. Со-

При внезапном увеличении активной составляющей тока статора после подключения дополнительной нагрузки возрастает тормозной электромагнитный момент, и ротор машины начинает тормозиться. Однако момент первичного двигателя остается неизменным, и скорость ротора падает, что вызывает уменьшение э. д. с. Е0. При этом уменьшается ток статора, в частности его активная составляющая, до тех пор, пока электромагнитный момент не снизится до исходного значения, равного установленному моменту первичного двигателя. Генератор как бы сбрасывает автоматически дополнительную активную нагрузку. В новом режиме величина напряжения на зажимах машины и его частота оказываются меньше, что неблагоприятно отражается на условиях работы нагрузки. Например, асинхронные двигатели начнут вращаться медленнее, а их максимальный момент Мтах снизится.

Рассмотренный способ решения системы дифференциальных уравнений типичен для исследований переходных процессов классическим методом. Аналогично можно решать задачи при внезапном увеличении и сбросе нагрузки, коротком замыкании генератора, а также при исследовании переходных процессов в трансформаторах.

В переходных режимах и особенно при аварийной ситуации, например при коротких замыканиях, возможны броски тока, во много раз превышающие номинальные значения. Длительность этих бросков обычно невелика, они прекращаются или вследствие затухания переходного процесса, или вследствие защитного отключения. Для металлического контакта они не представляют опасности. Иначе обстоит дело с полупроводниковым контактом, который представляет собой кристалл полупроводника объемом не более десятков кубических миллиметров и поэтому с малой теплоемкостью. При внезапном увеличении тока, т. е. мощности

В переходных режимах и, особенно, при аварийной ситуации, например при коротких замыканиях, возможны броски тока, во много раз превышающие номинальные. Длительность этих бросков обычно невелика, они прекращаются или вследствие затухания переходного процесса, или вследствие защитного отключения. Для металлического контакта они не представляют опасности. Иначе обстоит дело с полупроводниковым контактом, который представляет собой кристалл полупроводника объемом не более десятков кубических миллиметров и поэтому с малой теплоемкостью. При внезапном увеличении тока, т. е. мощности потерь, теплота не успевает отводиться от кристалла к охладителю. Поэтому кристалл, в котором выделяется эта теплота, начинает нагреваться с большой скоростью. Так как допустимая температура нагрева кристалла невелика — от 160 до 200 °С, то полупроводниковый прибор может очень быстро выйти из строя. Поэтому одним из важных показателей кратковременной перегрузочной способности прибора является величина

Такие колебания возникают при любых внезапных или резких нарушениях или изменениях режима работы синхронной машины (наброс или сброс нагрузки, падение напряжения на зажимах, изменение тока возбуждения и пр.). Изображенные на 39-2 колебания возникают, например, при внезапном увеличении вращающего момента первичного двигателя, как это показано в верхней части рисунка. В этом случае угол нагрузки генератора возрастает от Б! до 62. и. этот переход совершается путем колебаний с начальной амплитудой колебаний угла нагрузки, равной Лбто ==

Механическая характеристика. При установившейся скорости вращения момент М, развиваемый двигателем, равен моменту сопротивления Мс механической нагрузки, приложенной к валу двигателя. Если механическую нагрузку изменить, то равенство вращающего момента двигателя и момента сопротивления нагрузки временно нарушится. Так, при внезапном увеличении механической нагрузки (например, веса груза на транспортере) момент сопротивления становится больше вращающего момента (МС>УИ) и скорость двигателя снижается. Это обусловливает уменьшение противо-э. д. с. (Е = сФп), что в свою очередь вызывает увеличение тока якоря /я и тем самым повышение вращающего момента.

При внезапном увеличении противодействующего момента нагрузки -на некоторую величину Д/ИТ ротор двигателя начнет тормозиться, в результате чего увеличится угол в = вд + Ав, как показано на 19.15. С увеличением угла в начнет возрастать и вращающий момент двигателя до тех пор, пока не наступит новое равновесие моментов при большем угле в. При снижении тормозно-

мени, и поэтому новое установившееся состояние наступает не сразу, а с некоторым запозданием. Это явление называют гистерезисом. Допустим, что ток внезапно изменился от значения IY (точка /) до значения 12 (точка 2). В первый момент дуга сохранит свои сечения и температуру, а градиент уменьшится (точка 2'). Подводимая мощность будет меньше необходимой для проведения тока 12. Поэтому сечение и температура начнут уменьшаться, а градиент увеличиваться, пока не наступит новое установившееся состояние в точке 2 на статической характеристике. При внезапном увеличении тока от значения /j до значения 13 градиент напряжения увеличится (точка 5'). Подводимая к дуге мощность будет больше необходимой для проведения тока 13. Поэтому сечение и температура столба начнут увеличиваться, а градиент напряжения уменьшаться, пока не наступит новое установившееся состояние в точке 3 на статической характеристике. При плавном изменении тока с некоторой скоростью градиент напряжения не успевает следовать за изменением тока в соответствии со статической характеристикой. При увеличении тока градиент напряжения превышает значения, определяемые статической характеристикой, а при уменьшении тока градиент напряжения меньше этих значений. Кривые Е = /(/) при изменении тока с некоторой скоростью представляют

Такие колебания возникают при любых внезапных или резких нарушениях или изменениях режима работы синхронной машины (наброс или сброс нагрузки, падение напряжения на зажимах, изменение тока возбуждения и пр.). Изображенные на 39-2 колебания возникают, например, при внезапном увеличении вращающего момента первичного двигателя, как это показано в верхней части рисунка. В этом случае угол нагрузки генератора возрастает от Si до б2, и этот переход совершается путем колебаний с начальной амплитудой колебаний угла нагрузки, равной Л 6 то —

Рабочим режимом основных ЭП паротурбинных установок считается предельный режим, а наиболее экономичным — предельный критический. Переход на допредельный (перегрузочный) режим приводит к резкому увеличению давления в приемной камере, а следовательно, и в конденсаторе, что недопустимо по условиям работы турбины. Для обеспечения надежной работы турбины при внезапном увеличении присосов воздуха против номинального значения производительность ЭП выбирают с 3—5-кратным запасом по отношению к номинальному значению.

Следует обратить внимание на то, что комплекс полного вносимого сопротивления

а — принципиальная схема; б — к определению понятия вносимого сопротивления

представляет собой сумму двух сопротивлений: собственного сопротивления первичной обмотки Zc — j(aLl и так называемого вносимого сопротивления

Из последнего выражения следует, что входное сопротивление ИП в общем случае отличается от его собственного входного сопротивления, т. е. сопротивления Zn = Z\x (при ZH = 00) на величину вносимого сопротивления AZ, значение которого обратно пропорционально сумме собственного выходного сопротивления Z22 и сопротивления нагрузки ZH. Очевидно, что при ZH = 0 входное сопротивление ИП будет минимальным и равным ZIK.

Третье слагаемое в правой части выражения (8-16) представляет собой комплексное сопротивление, вносимое из в т о р л ч-ной цепи в первичную; -схема 8-18 эквивалентна схеме 8-17. В зависимости: от характера ZH мнимая часть вносимого сопротивления может быть положительной или отрицательной.

В радиотехнических устройствах к одному из реактивных элементов колебательного контура, например емкости, подключается нагрузка в виде сопротивления /-„. Вследствие этого возрастают потери в цепи и. соответственно уменьшается добротность. Для определения добротности нагруженного контура параллельное соединение га и С может быть заменено эквивалентным при резонансной частоте последовательным соединением емкости и «вносимого сопротивления» гвн. С этой целью используются условия эквивалентности цепей с последовательным и параллельным соединениями (см. § 4-3).

мое из вторичной цепи в первичную; схема 8-18 эквивалентна схеме 8-17. В зависимости от характера ZH мнимая часть вносимого сопротивления может быть положительной или отрицательной.

Для определения вносимого сопротивления рассмотрим процессы, происходящие в связанных контурах. Э.д.с. генератора Е по второму закону Кирхгофа компенсирует падение напряжения на полном сопротивлении первичного контура

Второй частный резонанс достигается настройкой только вторичного контура, например, емкостью С2 при трансформаторной связи. Когда полное сопротивление вторичного контура на частоте J02 станет чисто активным, ток /2 достигнет максимума. Увеличение тока 12 приводит к росту э.д.с., наводимой этим током в первичном контуре, а следовательно, к увеличению вносимого сопротивления и уменьшению тока /! в первичном контуре ( 6.24).

Максимумы тока 12, достигаемые при первом и втором частных резонансах, не являются предельными. Дело в том, что в этих случаях связь между контурами подбиралась произвольно, в то время как максимальная передача мощности во вторичный контур возможна только при определенном, оптимальном коэффициенте связи. Как известно из электротехники, условием максимальной передачи мощности является равенство сопротивления нагрузки и внутреннего сопротивления генератора. Для связанных контуров это соответствует равенству активного сопротивления, вносимого в первичный контур, и его собственного активного сопротивления. Кроме того, остается в силе условие равенства по абсолютному значению реактивного вносимого сопротивления и собственного реактивного сопротивления первичного контура (условие первого частного резонанса).

Напряжение будет максимальным при хя*—хвк. Частоту отсчитывают по шкале конденсатора переменной емкости при настройке на максимум напряжения. Однако если градуировка измерительного контура была выполнена при источнике колебаний, имеющем активное выходное сопротивление, непосредственно включенном в измерительный контур, то при измерениях появляется погрешность из-за влияния реактивного вносимого сопротивления. Вот почему в резонансных частотомерах связь с источником колебаний и индикатором должна быть очень слабой. Можно привести еще один аргумент в пользу слабой связи: необходимость малого активного вносимого сопротивления для обеспечения высокой добротности контура, которая определяет избирательные свойства, а следовательно, и влияет на точность настройки.