Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  


Загрузка...

Лекции по переходным процессам в двух частях - файл Лекции12 ПП.doc


Лекции по переходным процессам в двух частях
скачать (2965.5 kb.)

Доступные файлы (2):

Лекции12 ПП.doc2196kb.31.03.2006 13:59скачать
Лекции1 ПП.doc7738kb.05.04.2006 03:06скачать

содержание
Загрузка...

Лекции12 ПП.doc

Реклама MarketGid:
Загрузка...
– расчетная величина, которую физически нельзя измерить, представляет собой величину пропорциональную полному потокосцеплению обмотки возбуждения и поэтому остается неизменной в первый момент ПП. Переходная ЭДС позволяет представить СМ с помощью ЭДС, рассчитанной по параметрам нормального режима и не меняющейся в первый момент ПП.



В дальнейшем изменяется с постоянной времени , стремясь к установившемуся значению, соответствующему установившемуся значению тока возбуждения.

.



Так как в машине без успокоительных (демпферных) обмоток вдоль поперечной оси никаких замкнутых контуров (обмоток) нет, то






.
, так как вдоль поперечной оси токов нет, следовательно, явнополюсная машина в переходном режиме может быть представлена ЭДС за сопротивлением .





^

§7 СВЕРХПЕРЕХОДНЫЕ ЭДС И ИНДУКТИВНОСТЬ


У явнополюсных СМ (гидрогенератор) на роторе, кроме обмотки возбуждения, находятся продольная и поперечная успокоительные обмотки.



1d – продольная успокоительная обмотка;

1q – поперечная успокоительная обмотка.

Успокоительные обмотки выполняются в виде стержней, закороченных с обоих концов. Источники и токи нормальных режимов отсутствуют. У неявнополюсных машин (турбогенераторы) как таковых успокоительных обмоток нет, их роль выполняют проводники, замкнутые контуры, появляющиеся в массивном теле ротора.

Назначение успокоительных обмоток: гашение свободных колебаний (качаний ротора). Во время ПП в обмотках ротора, а также в самом роторе, наводятся свободные токи. При взаимодействии их с магнитным полем статора появляется успокоительный момент, стремящийся восстановить синхронную скорость вращения генератора.

Наличие успокоительных обмоток уменьшает электрическую несимметрию ротора во время ПП.

При резком изменении режима появляется ток реакции статора.



– реакция статора;

– ответная реакция ротора.

Реакция статора и ответная реакция ротора направлены встречно.

При внезапном изменении режима, в обмотках статора появляются и , и создаются потоки реакции якоря. Вследствие этого, в обмотках ротора наводятся свободные токи, которые создают потоки, направленные навстречу изменения реакции якоря.



При наличии демпферных обмоток, компенсация реакции статора продольной оси машины, обеспечивается токами не только в обмотке возбуждения, но и в демпферных обмотках. Внезапное приращение вызовет ответную реакцию ротора, которая образуется из приращений потоков обмотки возбуждения и продольной (демпферной).

Баланс результирующих потокосцеплений должен сохраниться неизменным.

(о.в.) , (1)

(п.д.о.) . (2)

Приравняв левые части (1) и (2), получим соотношение между токами обмотки возбуждения и продольной демпферной обмотки :

, (3)

– скачок тока возбуждения, приведенный к статору;

– начальный ток продольной демпферной обмотки, приведенный к статору;

и – реактивности рассеяния обмоток возбуждения и продольной демпферной.
Из (3) следует, что чем меньше рассеяние обмотки возбуждения, тем больше наведенный в ней ток, и тем больше ее участие в создании ответной реакции ротора.

По аналогии с машиной без демпферных обмоток, для машины с демпферными обмотками:



,

– сверхпереходное сопротивление по продольной оси СГ.
.



,

– сверхпереходное сопротивление по поперечной оси СГ.
Напряжения:



и – сверхпереходные ЭДС.

Приставка «сверх» показывает, что эти величины учитывают влияние демпферных обмоток. Эти ЭДС сохраняются в начальный момент переходного процесса неизменными.

При трехфазном коротком замыкании на выводах генератора:

.

Для неявнополюсной машины: .



^

§8 КАЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В СИНХРОННОЙ МАШИНЕ ПРИ ТРЕХФАЗНОМ КОРОТКОМ ЗАМЫКАНИИ НА ЕЕ ВЫВОДАХ


До :



Режим КЗ не изменится, если между СГ в точке КЗ включить две одинаковые, но встречно направленные ЭДС.
После :



С целью упрощения анализа рассмотрим режим, в виде суммы трех независимых режимов. Затем, суммируя токи трех режимов, получим полные токи в обмотках генератора.
^ Предшествующий режим.

Рассмотрим СГ с постоянным возбуждением, работающий на источник ЭДС, направленный против ЭДС СГ.






Аварийный режим.

Рассмотрим режим включения невозбужденного СГ на другой источник ЭДС.






.

, так как полный ток мгновенно измениться не может.

.

Положение ротора в пространстве характеризуется углом :

,

– угол между неподвижной магнитной осью фазы и вращающейся вместе с ротором осью . Для простоты будем считать, что, при , . В этом случае периодический ток действует в продольной оси.

Рассмотрим действие каждой из составляющих полного тока по отдельности.





В момент к.з. возникающие периодические составляющие токов фазных обмоток генератора вызывают появление скачка потока продольной реакции статора , сцепляющегося с обмоткой возбуждения и продольной успокоительной обмоткой. Однако результирующее потокосцепление как обмотки возбуждения, так и продольной успокоительной, не может измениться скачком и поэтому остается в первый момент к.з. неизменным. Это обеспечивается появлением в этих обмотках свободных апериодических токов такого направления и величины, что в момент возникновения к.з. они обуславливают появление встречного и равного потока, распадающегося на поток и поток . /4/







Если бы у обмоток ротора рассеяние отсутствовало , то потоки и в начальный момент времени компенсировали бы друг друга. В результате, ответная реакция ротора вытеснила бы полностью реакцию статора. Так как в действительности рассеяние всегда есть, то реакция статора частично проникает в тело ротора в начальный момент. При этом, на пути этого потока создается в начальный момент большое магнитное сопротивление, следовательно, индуктивное сопротивление будет маленьким () и равно сверх­переходному .

С течением времени свободные токи в роторных обмотках будут затухать, следовательно, будет затухать ответная реакция ротора , поэтому реакция статора будет все сильнее проникать в тело ротора, а индуктивное сопротивление статорных обмоток будет увеличиваться от до .



Так как во время переходного процесса индуктивное сопротивление статорных обмоток увеличивается, то амплитудные и действующие значения токов этих обмоток будут уменьшаться, в этом заключается главная особенность переходных процессов в синхронных машинах.

Периодические токи в статорных обмотках приводят к появлению апериодических токов в обмотках ротора. Скачкообразное изменение периодического тока в начальный момент КЗ приводит к появлению апериодических токов в этих обмотках.
Действие апериодических токов:

.

Апериодические токи в статорных обмотках приводят к появлению периодических токов в роторных обмотках.

Характерно, что в какой бы момент не произошло КЗ, то есть, в каком бы положении относительно фазных обмоток не находился бы ротор (угол – любой), величины потоков и равны и противоположно направлены в начальный момент.



Ток двойной частоты появляется из-за электромагнитной несимметрии ротора.

Так как на пути неподвижного потока магнитное сопротивление меняется с двойной частотой при вращении ротора, то и он сам должен меняться с двойной частотой, однако поток стремиться сохраниться неизменным, поэтому в обмотках статора появляются токи двойной частоты, поддерживающие поток неизменным.
^ Режим регулирования (форсировки) возбуждения.









У ранее невозбужденного СГ с закороченными фазными обмотками в цепь обмотки возбуждения в момент времени включается источник ЭДС , имитирующий изменение напряжения на выводах обмотки возбуждения при действии АРВ (автоматического регулирования возбуждения).

В продольной успокоитель­ной обмотке ток будет до тех пор, пока будет меняться и поток .

.

В итоге получаем:

,

где .

^

§9 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ СИНХРОННОЙ МАШИНЫ


Математическая модель – это совокупность математических выражений с той или иной степенью точности отражающая процессы, происходящие в системе.













Для успокоительных обмоток и обмотки возбуждения:

(1)

,

– при – взаимная индуктивность между обмотками и ,
при – собственная индуктивность;

– ток в - ой обмотке.

(2)



(2) – система алгебраических уравнений с переменными коэффициентами. При подстановке (2) в (1) получаются нелинейные дифференциальные уравнения с переменными коэффициентами.
^

§10 АНАЛИЗ ИНДУКТИВНОСТЕЙ


Согласно принципу взаимности, взаимная индуктивность как со стороны одной из обмоток, так и со стороны другой обмотки, равны между собой.

Пример: .

Обмотки, магнитные оси которых перпендикулярны друг другу, не взаимодействуют между собой.

Пример: .

При вращении ротора изменяется магнитное расположение роторных обмоток f, 1d, 1q относительно фазных обмоток A, B, C. Следовательно, будут изменяться и магнитные связи, а значит и соответствующие индуктивности:



Пример: Магнитная связь между обмотками f и A будет наибольшей положительной, когда магнитные оси d и A совпадают; равной нулю или будет отсутствовать, когда оси перпендикулярны; и наибольшей отрицательной, когда эти оси противоположно направлены.

При вращении ротора, на пути некоторых потоков меняется магнитное сопротивление, так как меняется величина воздушного зазора из-за того, что ротор явнополюсный.

Роторные обмотки неподвижны относительно ротора, а статорные полностью симметричны.

Решение может быть найдено численными математическими методами при определенных начальных условиях: можно получить только частное решение, что затрудняет анализ результатов.
^

§11 ПРЕОБРАЗОВАНИЕ КООРДИНАТ БЛОНДЕЛЯ


При решении сложных математических задач часто используют способ замены переменных. При удачной замене решение может быть найдено значительно проще. Блондель предложил для описания установившихся режимов синхронной машины использовать вращающуюся вместе с ротором декартову систему координат: d и q, оси которых совпадают с осями ротора. При этом необходимо найти взаимосвязь между новой (d и q) и старой (A, B, C) системами координат.




(3)

Система (3) – «прямое преобразование Блонделя


Скачать файл (2965.5 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru