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

Глава 2. Динамика электрических машин

Результаты численных расчетов напряжения возбуждения для турбогенератора ТКД-200, работающего на активно-индуктивную нагрузку, представлены на рис. 2.19. Здесь Хп обозначена безразмерная индуктивность нагрузки в системе

Характерным для закона изменения напряжения возбуждения является провал на первых секундах переходного процесса, вызванный более быстрым ростом потокосцепления демпферного контура в поперечной оси Ф по сравнению с падением пото-


Рис. 2.19

косцепления обмотки возбуждения Ф/. При постоянном напряжении возбуждения этому соответствует пик мощности в начале рабочего режима.

Аналогичная задача регулирования напряжения возбуждения для поддержания постоянного тока в нагрузке при работе синхронной машины на активно-индуктивную нагрузку через выпрямитель в режиме генератора кратковременного действия рассмотрена в [41].

sect; 2.11. Динамика двух синхронных генераторов, включенных параллельно на обгцую активно-индуктивную нагрузку

Рассмотренная в настоящем параграфе задача о параллельной работе синхронных генераторов на общую активно-индуктивную нагрузку является обобщением изученной ранее задачи об автономной работе одного генератора на активно-индуктивную нагрузку и исследования процесса синхронизации двух генераторов, включенных параллельно навстречу друг другу [39].

Такого типа установки могут служить автономными источниками электропитания различных электрофизических устройств и использоваться как в стационарном, так и в переходном режиме, например в качестве генераторов кратковременного действия. Использование двух генераторов вместо одного оказывается принципиальным, в частности в космической технике, где для обеспечения равенства нулю суммарного кинетического момента орбитальной станции требуется по крайней мере два генератора, роторы которых вращаются в разные стороны.

Математическую основу решения составляет метод усреднения систем со многими быстрыми переменными, относящийся к числу асим-



sect;2.11. Динамика двух синхронных генераторов

птотических методов теории нелинейных колебаний. Среди быстрых неременных имеются две фазы (углы поворота роторов двух машин). Рассматривается главный резонанс, т. е. такие движения системы, когда мала разность угловых скоростей враш,ения обоих генераторов. Целью исследования является вывод упрогценных уравнений и на их основе определение возможных режимов в такой установке, в частности, определении электромеханических процессов при синхронизации обеих машин, а также изучение процесса передачи энергии и падения угловой скорости при совместной работе генераторов в режиме кратковременного действия.

Полученные результаты легко обобш,аются на случай, когда генераторы включены на нагрузку не непосредственно, а через выпрямитель. Прямое численное интегрирование исходных уравнений в этом случае составляет чрезвычайно сложную задачу, поскольку требуется описать работу вентильной схемы при несинусоидальных напряжениях на входе, перебрать все возможные комбинации открытых и запертых вентилей. Эта задача признается сложной и другими авторами,


Рис. 2.20

причем, чтобы избежать программирования уравнений выпрямителя, предлагается, в частности, использовать аналоговые процессоры [18]. Эти и прочие вычислительные трудности, связанные с laquo;жесткостью raquo; исходной системы уравнений, полностью снимаются при использовании асимптотических методов.

Рассмотрим два синхронных генератора, включенные параллельно на трехфазную активно-индуктивную нагрузку. Предполагается,



Глава 2. Динамика электрических машин

что обмотки статоров обоих генераторов соединены но схеме laquo;звезда-звезда raquo; с нулевым проводом (рис. 2.20).

Принимается обычная в теории электрических машин схематизация генератора, в частности, считается, что на роторе расположены три обмотки: обмотка возбуждения / и две демпферные обмотки tn к, причем ось первой параллельна, а второй перпендикулярна оси обмотки /. Высшими гармониками и насыгцением магнитопровода, как это обычно делается при исследовании нестационарных процессов, пренебрегаем.

Систему контуров электрической цепи системы будем выбирать так, чтобы ветвь, содержаш,ая нагрузку, входила лишь в один из со-ответствуюш,их контуров трехфазной системы. Это объясняется тем, что активное сопротивление нагрузки следует считать величиной того же порядка, что и индуктивное сопротивление статорных цепей. Поэтому уравнения Кирхгофа для контуров, содержаш,их нагрузку, будут формально описывать быстрые процессы, а медленные процессы и отвечаюгцие им медленные переменные окажутся laquo;скрытыми raquo;. Для выделения скрытых переменных необходимо преобразовать уравнения цепей, что равносильно введению контуров, включаюш,их только цепи статоров двух машин.

Уравнения Лагранжа-Максвелла системы машин запишем сначала в размерных переменных. Уравнения контуров, включаюш,их одноименные фазы обоих генераторов, соединенные нулевым проводом, уравнения роторных контуров и уравнения враш,ения роторов имеют вид

Liial + Ml co8-{ibi + id) + {Mfiifi + Mniti) cosii-

- L2la2 + M2 C08--{lb2 + 2) +

at L 3

+ (М/2/2 + Mt2it2) COS 12 - Mk242 Ш2

+ Ralial -

-Ra2ia2 + iOlOl 0202 = 0, (a, 6, c),

27Г gt;

{ [ii COS + ii COS - у ) + (2.11.1)

+iciCos(i}i + y) + Lfiifi + Mftiiti] + Rfiifi = Efi,

d di

iai COS li + ibi COS (li - у

27Г gt;

+iciCos(i9i + y) + Ftiiti + Mftiifi+Rtiiti = 0,



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