Несинусоидальном несимметричном

5.5. АНАЛИЗ ЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ ПРИ НЕСИНУСОИДАЛЬНОМ НАПРЯЖЕНИИ ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ

5.5. Анализ линейных электрических цепей при несинусоидальном напряжении источника питания ..... 182

Потери в диэлектрике при несинусоидальном напряжении, обусловленные первой и высшими гармоническими v-того порядка, определяются выражениями [3.3]

В переходном процессе в общем случае пэи несинусоидальном напряжении питания могут по нелинейному закону изменяться частота и амплитуда напряжения. При этом в воздушном зазоре будет изменяться спектр высших гармоник.

При исследовании машины при несинусоидальном напряжении на ее выводе предполагается, что машина идеализированная, форма индукции в воздушном зазоре повторяет форму приложенного напряжения. Идеализированная машина не создает пространственных гармоник (шумов), и для того, чтобы найти гармонический состав индукции в зазоре, достаточно разложить в гармонический ряд фазные напряжения. Направления вращения временных гармоник зависят от числа фаз машины и номера гармоники (см. § 4.1).

Объединив субматрицы напряжений, гюков и сопротивления (7.1) — (7.5), получим уравнения электрической машины при несинусоидальном напряжении питания, записанные для каждой гармоники.

§ 7.2. МОДЕЛИРОВАНИЕ УРАВНЕНИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПРИ НЕСИНУСОИДАЛЬНОМ НАПРЯЖЕНИИ ПИТАНИЯ

При моделировании трехфазных и многофазных электрических машин при несинусоидальном напряжении не следует приводить их к двухфазным, так как картины поля в двухфазных и многофазных машинах при одном и том же неси^усоидальном фазном напряжении различны. В этом случае следует пользоваться заторможенными трехфазными и многофазными координатами.

При несинусоидальном напряжении питания следует отметить увеличение пульсаций токов, момента и скорости, зависимость характера протекания переходного процесса от момента включения двигателя. При прямоугольном напряжении питания асинхронных двигателей ток холостого хода может увеличиваться почти в два раза по сравнению с током холостого хода при синусоидальном питании. Для исполнительных двигателей КПД может снижаться на 20 — 30 % . Энергетические характеристики двигателей общего назначения ухудшаются на 10 — 15 %.

Определение энергетических показателей при несинусоидальном напряжении питания в динамических режимах имеет важное значение для проектирования электрических машин, работающих в автономных системах с полупроводниковыми преобразователями. Разложив в гармонический ряд выражения напряжений и токов, мгновенную активную мощность можно определить следующим образом:

Полная мгновенная мощность при несинусоидальном напряжении питания, реактивная мощность соответственно

В данном учебнике рассматриваются математические модели электрических машин при круговом поле и бесконечном спектре полей в воздушном зазоре электрической машины. Анализируются уравнения многообмоточных и многомерных машин при несинусоидальном несимметричном напряжении питания, нелинейных параметрах. Указываются пути перенесения теоретических положений индуктивных машин на емкостные и индуктивно-емкостные ЭП. Описывается применение вычислительных машин для решения задач электромеханики.

электромашиностроения, однако является промежуточной и не дает возможности составить уравнения для трехфазных несимметричных машин, для трехфазных машин при несинусоидальном несимметричном напряжении и ряда других случаев.

7.1. Модель обобщенного электромеханического преобразователя для исследования ЭП при несинусоидальном несимметричном напряжении

При несинусоидальном несимметричном напряжении питания как первая, так и высшие гармоники имеют прямые и обратные поля. Поэтому в пространственной модели выделяется пара обмоток на статоре и роторе для прямого поля и еще пара — для обратного. В зазоре увеличивается число полей в математической модели — число уравнений, при этом уравнения не изменяются и остается выбрать те гармоники, влияние которых надо учесть, и решать приближенно поставленные задачи.

Исследование электрических машин при неоинусоидальном напряжении на выводе начинается в предположении, что сеть или источник несинусоидального напряжения имеет бесконечную мощность. В этом случае не учитывается влияние нагрузки на форму напряжения при несинусоидальном несимметричном напряжении.

Значительно большие возможности для решения уравнений при несинусоидальном несимметричном напряжении питания имеют ЦВМ. Для решения уравнений (7.1) — (7.8) широко использу-

При определении статических характеристик машины при несинусоидальном несимметричном напряжении питания сначала определяются токи статора и ротора для различных значений угловой скорости ротора. Для установившегося режима среднее за период значение момента

При несинусоидальном несимметричном напряжении питания полная мощность

Исследование динамики трансформаторов важно для определения ударных токов, перенапряжений, динамической стойкости и влияния трансформаторов на сложные переходные процессы в энергосистеме. При исследовании динамики в трансформаторах при несинусоидальном несимметричном напряжении питания, так. же как при исследовании вращающихся машин, можно пользоваться уравнениями двух-трехобмоточного трансформатора, когда напряжения несинусоидальны. Можно также вводить фиктивные контуры, к которым подводятся синусоидальные напряжения первой и высших гармоник. При этом в ненасыщенном трансформаторе связи между фиктивными контурами отсутствуют.

Рассмотрим математическое описание процессов электромеханического преобразования энергии в реальной электрической машине на примере асинхронной машины. В симметричной асинхронной машине обмотки располагаются в пазах стального шихтованного магнитопровода. При синусоидальном питании в воздушном зазоре имеются спектры гармоник намагничивающих сил, гармоник, связанных с нелинейностью активных и индуктивных сопротивлений, технологических, зубцовых и комбинационных гармоник, т. е. в асинхронной машине в воздушном зазоре имеются все виды пространственных гармоник. В несимметричных машинах добавляются отраженные волны. При несинусоидальном несимметричном напряжении питания в воздушном зазоре появляются спектры временных гармоник.

Представления об обобщенной машине непрерывно развиваются, Уравнения обобщенного ЭП описывают процессы преобразования энергии в ЭП при несинусоидальном несимметричном напря-