Методические указания к выполнению задания

Положение ротора определяется углом g, измеряемым по направлению вращения ротора от положительного направления оси фазы U обмотки якоря до положительного направления продольной оси ротора d.

Положительным направлением тока в обмотке возбуждения считается такое, при котором ток течет от начала обмотки возбуждения В1 (на эскизе обозначается крестом) к концу В2 (на эскизе обозначается точкой).

Таблица 2.

Ток протекающий по обмотке возбуждения создает намагничивающую силу под действием которой возникает магнитное поле, направление силовых линий (индукции магнитного поля) которого определяется по правилу правого винта (буравчика), иллюстрация которого представлена на рис. 4. Линии магнитного поля замыкаются через два воздушных зазора и сердечники ротора и якоря, как показано на рис. 11. Положительным направлением оси обмотки возбуждения считается такое, которое совпадает с направлением индукции магнитного поля при протекании тока по этой обмотке. Эта ось в синхронной машине называется продольной (обозначается символом d). Направление вектора намагничивающей силы обмотки возбуждения совпадает с положительным направлением продольной оси (оси обмотки).

Положительный угол между ЭДС и током якоря соответствует отставанию тока от ЭДС, и наоборот.

В качестве исходных данных примем: угол g = 90 град. эл., направление тока в обмотке возбуждения - отрицательное, направление вращения ротора - указанную без скобок, угол между ЭДС и током якоря – 60 град. эл.

Рис. 11. К определению ЭДС обмотки якоря

По известному направлению вращения ротора, а следовательно и магнитного поля, создаваемого обмоткой возбуждения, и направлению силовых линий магнитного поля этой обмотки по правилу правой руки (рис. 6) определяется направление ЭДС в фазах обмотки якоря. При этом следует учитывать, что проводник якоря движется относительно магнитного поля в сторону обратную направлению вращения ротора. Максимальная ЭДС наводится в той фазе обмотки якоря ось которой в данный момент перпендикулярна продольной оси синхронной машины d, так как в этом случае проводники этой фазы находятся в области максимального распределения магнитного поля. В примере рис. 11 максимальная ЭДС наводится в фазе U. Так как ЭДС направлена от начала фазы U1 к концу U2, то следовательно в этой фазе наводится максимальная положительная ЭДС. Когда ротор повернется на 120 град. эл. максимальное положительное значение ЭДС будет индуцироваться в фазе V, а при повороте еще на 120 град. эл. в фазе W. Таким образом, получаем эпюру изменения фазных ЭДС подобную эпюре фазных токов рис. 2. При заданных начальных условиях по эпюре ЭДС находим, что максимальное положительное значение ЭДС в фазе U соответствует текущему моменту времени равному t₁ = 90 град. эл. Для этого момента времени по эпюре аналогичной рис. 2 можно определить значение и направление ЭДС в двух других фазах: . Мгновенные значения токов определяются с учетом фазового сдвига между ЭДС, наведенной магнитным полем обмотки возбуждения, и током, протекающим в обмотке якоря.

;

;

.

По полученным значениям тока в фазах обмотки якоря проставляются токи в скобках рядом с проводником (на рис. 11. не показаны). Токи, протекающие по фазам обмотки якоря, создают намагничивающие силы, под действием которых возникают пульсирующие магнитные поля, направление магнитной индукции которых определяется по правилу правого винта (рис. 4). Положительным направлением оси обмотки считается такое, которое совпадает с направлением магнитного потока при протекании фазного тока от начала к концу обмотки. Направление вектора намагничивающей силы обмотки совпадает с положительным направлением оси этой обмотки при положительном значении тока, и противоположно ему при отрицательном значении. На рис. 12 строится диаграмма намагничивающих сил фазных обмоток якоря в соответствии с направлением и значением тока каждой фазы. Геометрическая сумма намагничивающих сил всех трех фаз создает суммарную (результирующую) намагничивающую силу .

Рис. 12. Диаграмма намагничивающих сил фаз якорных обмоток

Результирующая намагничивающая сила в синхронной машине
(рис. 13) складывается из намагничивающей силы обмотки возбуждения и обмотки якоря. Для определения результирующей намагничивающей силы в воздушном зазоре геометрически складываются, полученные ранее, намагничивающие силы обмотки якоря и обмотки возбуждения. Амплитуды этих намагничивающих сил принимаются равными. Для определения характера реакции якоря вектор намагничивающей силы обмотки якоря раскладывается на две составляющие: продольную F_ad и ортогональную ей поперечную F_aq. По взаимному расположению векторов делается вывод о характере реакции якоря и нагрузки.

Рис. 13. К определению результирующей намагничивающей силы
в синхронной машине

Дата добавления: 2015-07-15