13 Билет

1) В нормальных установившихся режимах работы многофазной синхронной машины основная гармоника н. с. реакции якоря вращается, синхронно с ротором, неизменна По величине и поэтому токов в успокоительной или пусковой обмотке, расположенной в полюсных наконечниках, не индуктирует.

При этих условиях относительно небольшие токи в стержнях успокоительной обмотки индуктируются только в результате действия

Рие. 32-17, Распределение продольных

токов (а) и магнитное поле зазора (б)

успошятеяыйй обмотки

Рис. 32-13. Распределение попереч-ных токов (а) и магнитное поле зазора (б) успокоительной обмотки

высших гармоник н. с. обмотки якоря и зубцовых пульсаций магнитного поля. Эти токи вызывают добавочные потери, которые учитываются при определении к. п. д. Однако при неустановившихся, несимметричных и других особых режимах работы потоки основных гармоник поля реакции якоря Фай и Ф«_? изменяются или пульсируют во Времени и индуктируют в успокоительной обмотке значительные по величине токи. Распределение этих токов в стержнях успокоительной или пусковой обмотки показано на рис. 32-17, а и 32-18, а. Эти токи создают в воздушном зазоре магнитные поля определенной формы, которые можно разложить на основную и высшие гармоники (рис. 32-17, б и 32-18, б). Основные гармоники поля успокоительной обмотки обусловливают явление взаимной индукции с обмоткой якоря, а высшие гармоники образуют поле дифференциального рассеяния успокоительной обмотки. Кроме того, существуют также поля пазового и лобового рассеяния успокоительной обмотки. Ротор явнополюсной синхронной машины в магнитном отношении несимметричен. Кроме того, его успокоительная или пусковая обмотка несимметрична и в электрическом отношении, так как контуры токов, составляемые стержнями и участками торцевых замыкающих колец этой обмотки, различны для токов, индуктируемых продольным и поперечным потоками реакции якоря - (см. рис. 32-17, а и 32-18, а). Поэтому количественные соотношения, характеризующие электромагнитные процессы, для осей d и q различны. Для поля воздушного зазора это проявляется в том, что кривые поля имеют различный вид (рис. 32-17, б и 32-18, б). Токи в отдельных стержнях на рис. 32-17, а также различны. Это же справедливо и для рис. 32-18, а. Вследствие указанной магнитной и электрической несимметрии, строго говоря, вместо единой успокоительной обмотки необходимо рассматривать каждый контур тока на рис. 32-17, а или 32-18, а как отдельную обмотку или отдельную цепь тока. Для каждого такого контура по отдельности можно составить уравнение напряжения или второе уравнение Кирхгофа, причем эти уравнения будут независимы друг от друга, а сопротивления и индуктивности каждого контура различны. В уточненной теории переходных процессов и других особых режимов действие успокоительной обмотки учитывается именно так. Однако для большинства практических целей задачу можно упростит и рассматривать по каждой оси одну эквивалентную успокоительную обмотку, с эквивалентными токами I_yd, I_yq и эквивалентными параметрами. Можно считать, что такие эквивалентные обмотки представляют собой коротко-замкнутые витки с полным шагом (рис. 32-19). Активные сопротивления r_yd, r_yq и индуктивности L_yd, L_yq эквивалентных успокоительных обмоток по разным осям различны.

Рис. 32-19. Эквивалентные успокоительные обмотки продольной (а) и поперечной (б) оси

2) Если обмотка ротора замкнута, а напряжение сети близко к номинальному, то э. д. с. вызывает большой ток, подобно тому, как и в короткозамкнутом трансформаторе. Поэтому режим при неподвижном роторе называют коротким замыканием асинхронного двигателя. При коротком замыкании обычно можно пренебречь током намагничивания, так как он относительно мал. В этом случае с учетом (3.4) м. д. с. обмоток статора и ротора равны:

Формулы приведения обмотки ротора. Обычно для удобства анализа условно заменяют действительную обмотку ротора фиктивной, имеющей то же число фаз и витков и тот же обмоточный коэффициент, что и статорная обмотка. Эту замену называют приведением обмотки ротора к статорной обмотке. Согласно (4.39, б) ток приведенной обмотки как и в трансформаторе

т. е. электродвижущая сила E'₂ приведенной роторной обмотки равна э. д. с. E₁.

Из условия равенства потерь в действительной и приведенной обмотках ротора определяют выражение приведенного сопротивления, т. е.

откуда

Из соображений сохранения пропорций между активным и индуктивным сопротивлением обмотки аналогично формуле (4.42) находят выражение для приведенного индуктивного сопротивления обмотки ротора