Cтраница 2
В обмотке статора возникают апериодические составляющие свободных токов. Мы увидим, что возникают свободные апериодические токи двоякого вида, затухающие с различными постоянными времени. [16]
В действительности такой процесс может иметь место только при весьма малых активных сопротивлениях. Действительно, составляющие свободных токов в обеих включаемых обмотках определяются посредством проектирования векторов свободных апериодических токов, рассчитанных для одновременного трехфазного включения на результирующие оси соответствующих обмоток. Однако векторы медленно и быстро затухающих токов не совпадают по направлению ( А0 и В0 на рис. 13 - 4) и проекции их на одну и ту же произвольно выбранную ось не обращаются в нуль одновременно. Поэтому при включении возникает по меньшей мере одна из двух составляющих. [17]
![]() |
Ток включения в ненасыщенном трансформаторе. [18] |
Рассмотренный простейший переходный процесс индуктивной цепи переменного тока в своей основе, характерен и для более сложных случаев. При всех нарушениях режима цепи и наступлении в связи с этим переходного процесса возникает свободный апериодический ток, затухающий вследствие рассеяния энергии в активных сопротивлениях. Начальное значение апериодического тока при этом равно разности мгновенных значений установившихся токов начального ( предыдущего) и нового ( последующего) режимов в момент приложения толчкообразного импульса ( например, напряжения), изменяющего режим. Свободный ток представляет собой, таким образом, результат реакции инерционной, обладающей индуктивностью цепи на импульс, стремящийся изменить ее режим. Этот свободный ток сглаживает переход к новому режиму, не допуская мгновенных конечных по значению изменений тока, которые в инерционной цепи невозможны. [19]
Источник бесконечной мощности, как известно, характеризуется тем, что его синусоидальное напряжение сохраняется неизменным по амплитуде и частоте. В цепи с постоянными индуктивностями и активными сопротивлениями, питаемой таким источником, переходный процесс сопровождается возникновением свободных апериодических токов, которые в сумме с принужденными токами дают значения токов рассматриваемого переходного процесса. [20]
При вращении ротора демпферная обмотка и обмотка возбуждения пересекают неподвижный поток статора, вследствие чего в них наводится переменный ток, накладывающийся на свободные апериодические токи. В результате имеет место показанная на рис. 3 - 7, б, в пульсация тока в обмотках возбуждения и демпферной, длительность которой определяется временем затухания апериодических токов в обмотке статора. [21]
Переключения, как правило, производятся таким образом, что сначала двигатель отключается от сети, а затем включается на другое напряжение. В момент выключения потокосцепление ротора двигателя остается неизменным и затем затухает по экспоненциальному закону соответственно постоянной времени холостого хода ротора. Поток поддерживается свободным апериодическим током, который возникает в короткозамкнутой роторной обмотке. Постоянная времени холостого хода Тг0 может у двигателей большой мощности достигать 2 - 3 сек. [22]
Величина апериодической составляющей намагничивающей силы в статоре зависит от положения ротора в момент возникновения короткого замыкания. Эта составляющая намагничивающей силы достигает максимальной величины, если короткое замыкание происходит в момент перехода напряжения через нуль. При наличии в обмотке статора свободного апериодического тока нетрудно путем аналогичных с предыдущими рассуждений установить, что под действием этой составляющей в статоре возникают все четные, а в роторе - все нечетные гармонические тока. [23]
Таким образом, при внезапном двухфазном коротком замыкании синхронной машины с цилиндрическим ротором, снабженным одной обмоткой, в ее статоре и роторе возникают все четные и нечетные гармонические тока. Это имеет место всегда, кроме того случая, когда внезапно короткое замыкание возникает в момент перехода напряжения через максимум. В этом случае в статоре отсутствует свободный апериодический ток и, следовательно, в обмотке статора будут протекать лишь нечетные, а в роторе - только четные гармонические тока. В общем случае нечетные высшие гармонические тока статора и апериодическая составляющая тока ротора убывают до установившегося значения с постоянной времени, соответствующей реактивному сопротивлению ротора. Четные гармонические тока ротора уменьшаются с той же постоянной времени. [24]
Для определения количественных зависимостей и в рассматриваемом случае следует исходить из принципа постоянства потоко-сцепления, пренебрегая активными сопротивлениями при определении начальных значений токов. Определяя постоянные времени, следует учитывать реактивные сопротивления короткого замыкания. При этом предполагается, что затухание свободного апериодического тока статора зависит только от активного сопротивления статора, а затухание апериодического тока ротора - только от активного сопротивления ротора, как это бЛло подробно изложено в предыдущем параграфе. [25]
В случае неподвижного двигателя токи и соответственно потоко-сцепления протекают во времени и развиваются, как это было описано выше, независимо в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Вследствие этого неодновременное включение можно исследовать еще и следующим образом: рассматривать асинхронный двигатель как два отдельных ( независимых друг от друга) и закороченных на вторичной стороне трансформатора, расположенных соответственно по осям а и be, определять токи и потоко-сцепления каждого из трансформаторов в отдельности и затем складывать соответствующие составляющие векториально. При включении однофазного трансформатора на переменное напряжение начальная величина свободного апериодического тока зависит от фазы напряжения в момент включения. В случае, если как первое ( be), так и второе ( а) включения происходят в такие моменты времени, когда свободные составляющие токов не возникают, весь процесс включения происходит без добавления свободных токов и сразу устанавливаются токи, соответствующие стационарному режиму. [26]