www.chms.ru - вывоз мусора в Балашихе 

Динамо-машины  Нелинейная электромеханика 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 [ 35 ] 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118

sect;2.9. Работа генератора

становится непрерывным. В зависимости от параметров установка от холостого хода до короткого замыкания может работать в трех различных режимах, отличающихся друг от друга числом одновременно горящих вентилей. На режиме 1 с прерывистым током нагрузки одновременно горят два вентиля, например, 1 и 6 при О lt; i9 lt; Л, а при Л lt; i9 lt; тг/З все вентили не пропускают ток. Далее при тг/З lt; i9 lt; тг/3+ + Л проводят ток вентили 1 и 2 и т. д. Существуют также два режима с непрерывным током в нагрузке. На одном из них (режим 2) в течение промежутка О lt; i9 lt; 7 пропускают ток три вентиля (1, 5 и б), а при 7 lt; i9 lt; тг/З вентиль 5 не горит и ток пропускают вентили 1 и 6. При этом на указанном режиме угол перекрытия 7 изменяется от нуля до тг/З. С увеличением тока в нагрузке установка переходит на третий режим, когда в течение интервала О lt; i9 lt; тг/З горят одновременно три вентиля и угол перекрытия 7 = тг/З.

Если параметры системы задаются произвольно, то до проведения расчетов заранее неизвестно, какой именно режим работы реализуется. Поэтому для расчета стационарных процессов в выпрямителе целесообразно идти обратным путем. А именно, предполагая, что определенный режим существует, найти соответствующие ему значения параметров. Целью такого расчета является определить значение нротиво-ЭДС и соответствующее ему значение тока в нагрузке для всех возможных режимов работы выпрямителя.

Опишем методику проведения расчета на примере режима 2, характеризующегося углом перекрытия 7, который может изменятся в пределах О lt; 7 lt; тг/З. Вначале для рассматриваемого режима выполняется расчет процессов в выпрямителе при единичной амплитуде А = 1 напряжений на входе выпрямителя. В расчетные соотношения входит параметр q = Е/Ау/З, характеризующий отношение нротиво-ЭДС к амплитуде питающих напряжений. Значение параметра q является функцией 7 и определяется в ходе расчета выпрямителя из условий существования рассматриваемого режима.

Одновременно определяются значения среднего тока в нагрузке (in), а также средних квазитоков (id), (iq), методика вычисления которых описана ранее. Указанные средние пропорциональны напряжению возбуждения:

0,6 in

Рис. 2.17

{in)=inef, {id)=idef, {iq)=iqef.

(2.9.1)



112 Глава 2. Динамика электрических машин

Далее, по пайдеппым значениям idjiq вычисляется амплитуда а напряжений на входе выпрямителя при единичном напряжении B03q-буждения, е/ = 1:

а = ии{1 + агаУ +a4q. (2.9.2).

Наконец, находится относительное значение; противо-ЭДС е= =E/ef, ef = VSaq, при котором на данном режиме устанавливается относительный ток нагрузки = inCt. Зависимость = in(e) на указанном режиме при г = 1, сг = 0.5, и = 1 приведена на рис. 2.17.

sect; 2.10. Управление возбуждением

турбогенераторов кратковременного действия

Нолученные в sect; 2.5 уравнения медленных процессов при работе синхронной машины на активно-индуктивную нагрузку могут быть использованы и для расчета переходного режима при ее работе как генератора кратковременного действия. Турбогенераторы кратковременного действия (ТКД) работают в импульсном режиме (на временах порядка несколько секунд) за счет кинетической энергии раскрученного маховика, механически связанного с ротором генератора.

Принцип работы ТКД следуюш,ий. Вначале при разомкнутых цепях статора и отсутствии возбуждения маховик вместе с ротором генератора раскручивается относительно маломош,ным двигателем до некоторой номинальной угловой скорости. Затем подается возбуждение и после установления соответствуюш,его напряжения холостого хода на статоре подключается нагрузка. Начинается генераторный режим, в результате которого накопленная кинетическая энергия преобразуется в электрическую и частично рассеивается на активном сопротивлении нагрузки, а частично накапливается на ее индуктивных элементах. После включения нагрузки в роторных контурах начинаются электромагнитные переходные процессы, приводяш,ие к изменению величины потока в зазоре. Эти процессы характеризуются несколькими постоянными времени, наибольшие из которых - постоянные времени демпферного контура в попереченой оси и контура возбуждения - являются величинами того же порядка, что и длительность рабочего процесса. Вследствие этого во все время работы машины изменяются напряжение на статоре и мош,ность. Кроме того, изменение этих величин будет происходить также за счет уменьшения угловой частоты враш,ения ротора.

Если изменение мош,ности при постоянном напряжении возбуждения за счет падения угловой скорости является с практической точки зрения недопустимым, то для ее поддержания прибегают к управле-



sect;2.10. Управление возбуэюдением турбогенераторов 113

нию работой генератора. При отсутствии дополнительных источников питания для поддержания заданной мощности в нагрузке применяют два способа: введение управляющих устройств непосредственно в цепи статора или регулирование напряжения возбуждения [31]. Более рациональным, по-видимому, является второй способ, при котором необходим расчет программного управления напряжением возбуждения. Метод такого расчета, основанный на применении упрощенных уравнений переходных процессов в синхронной машине и предлагается далее.

Псследованию динамики управляемых генераторов посвящен ряд работ, в том числе [79]. Однако в [79] не учитываются демпферные контуры и, кроме того, зависимости статорных потокосцеплений от времени и угловой частоты, которые, вообще говоря, должны быть найдены в ходе решения задачи, фактически угадываются. Поэтому используемый в [79] метод, примененный к тому же только для активно-индуктивной нагрузки, нельзя считать достаточно общим и достаточно обоснованным. Имеются также работы, в которых излагаются результаты экспериментальных исследований управляемых режимов [60].

Рабочий процесс в генераторах краковременного действия представляет собой совокупность переходных процессов различной длительности. Сразу после подключения нагрузки начинаются быстрые переходные процессы в цепях статора, продолжающиеся время, сравнимое с периодом вращения ротора синхронной машины. Па этом временном промежутке само понятие средней мощности и задача ее регулирования не имеют смысла, поскольку процессы на данном интервале времени нельзя считать квазистационарными с медленно изменяющимися параметрами. После затухания быстрых апериодических процессов все характеристики режима, в том числе и средняя мощность, изменяются согласно уравнениям медленных нестационарных процессов (2.5.9), применимых для любой практически возможной нагрузки.

Полученные ранее уравнения медленных нестационарных процессов в случае работы машины на активно-индуктивную нагрузку (2.5.15) (момент двигателя в них надо положить равным нулю, т = = 0) позволяют более просто, чем по исходным уравнениям, рассчитать изменение угловой скорости, мощности, фазного напряжения, тока в нагрузке и других переменных, описывающих переходной процесс. Па основе этих уравнений и определяется требуемый закон изменения напряжения возбуждения для поддержания заданной мощности. Были рассчитаны также управления для машин, работающих на выпрямитель с активно-индуктивной [41] и чисто индуктивной [27] нагрузками, а также на плазмотрон переменного тока [45].



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 [ 35 ] 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118