Е) Электродвижущие силы при несинусоидальном поле.
На рис. 3-21 представлена кривая поля (сплошная линия), созданного, например, вращающимися полюсами.
Рис. 3-21. Кривая поля и ее гармоники.
Ее можно разложить на гармоники, причем вследствие симметрии кривой относительно оси абсцисс и максимальной ординаты в разложении будут иметь место только синусоиды нечетного порядка, показанные на рис 3-21 пунктиром.
Все гармоники поля вращаются относительно статора с одной и той же частотой, равной частоте вращения полюсов. Полюсное деление первой или основной гармоники равно t, полюсное деление -й гармоники равно t/ν. Таким образом, ν-я гармоника поля имеет в ν раз больше полюсов, чем первая гармоника.
Электродвижущая сила, наведенная в фазе обмотки ν-й гармоникой поля, равна:
(3-23)
где
(3-24)
— частота v-й гармоники э.д.с., в ν раз большая, чем частота f1 первой гармоники э.д.с.;
(3-25)
— поток, соответствующий v-й гармонике поля;
(3-26)
— обмоточный коэффициент для v-й гармоники э.д.с.
Обмоточный коэффициент k01 для первой гармоники, очевидно, не отличается от k0, рассмотренного нами ранее; k0ν для высших гармоник отличается от k01, так как сдвиг по фазе э.д.с. сторон витка и э.д.с. катушек, составляющих катушечную группу, зависит от номера гармоники v.
Сдвиг по фазе э.д.с. сторон витка, наведенных v-й гармоникой поля, равен vγ, где γ — сдвиг сторон витка в электрических градусах для первой гармоники поля; следовательно,
(3-27)
Коэффициент распределения для v-й гармоники рассчитывается по формуле
(3-28)
Значения kуν и kpv для гармоник э.д.с. приведены в табл. 3-1 и 3-2.
Таблица 3-1
у/τ | kу1 | kу3 | kу5 | kу7 |
8/9 | 0,985 | 0,866 | 0,643 | 0,342 |
5/6 | 0,966 | 0,707 | 0,259 | -0,259 |
4/5 | 0,951 | -0,588 | -0,588 | |
7/9 | 0,940 | 0,500 | -0,174 | -0,766 |
2/3 | 0,866 | -0,866 | -0,866 |
Таблица 3-2
q | kр1 | Kр3 | kр5 | kр7 |
0,966 | 0,707 | 0,259 | -0,259 | |
0,960 | 0,667 | 0,217 | -0,177 | |
0,958 | 0,654 | 0,205 | -0,158 | |
0,957 | 0,646 | 0,200 | -0,149 | |
0,955 | 0,641 | 0,194 | -0,141 | |
0,955 | 0,640 | 0,194 | -0,140 |
(Знаки перед значениями kуν и kpv учитываются при определении мгновенного значения результирующей э.д.с.)
Из табл. 3-1 следует, что путем выбора шага мы можем значительно уменьшить амплитуды высших гармоник в кривой фазной э.д.с.
Действующее значение фазной э.д.с.
. (3-29)
Так как в обычных случаях амплитуды высших гармоник сравнительно с амплитудой первой гармоники невелики, мы можем практически считать:
(3-30)
где f1 и k01 определяются для первой гармоники, а Ф (индекс «м» здесь и в последующем опускаем) — по первой гармонике кривой поля (или приближенно по действительной кривой поля).
Гармоники фазных э.д.с. трехфазной обмотки с номером, кратным трем, совпадают по фазе, прочие гармоники фазных э.д.с. (5, 7, 11, 13. 17, ...) той же обмотки будут сдвинуты по фазе на 120°.
Следовательно, при соединении обмотки звездой в линейной э.д.с. все гармоники с номером, кратным трем, пропадают:
. (3-31)
При соединении обмотки треугольником мы также не будем иметь в линейном напряжении гармоник с номером, кратным трем, так как при таком соединении все эти гармоники по контуру, составленному из трех фаз об мотки, будут в любой момент времени направлены в одну и ту же сторону (фазы обмотки для гармоник с номером, кратным трем, могут рассматриваться как последовательно соединенные генераторы).
3-4. Намагничивающие силы обмоток
Дата добавления: 2016-01-29; просмотров: 1140;