МЕСТО ДЛЯ РЕКЛАМЫ I
Все справочники Предисловие
Глава 5
Асинхронные микромашины автоматических устройств
  1. Устройство и основные конструктивные типы асинхронных исполнительных двигателей
  2. Исполнительный двигатель с амплитудным управлением
  3. Исполнительный двигатель с фазовым управлением
  4. Исполнительный двигатель с амплитудно-фазовым управлением (конденсаторная схема)
  5. Быстродействие исполнительных двигателей и их сравнение при различных способах управления
  6. Асинхронный тахогенератор
  7. Устройство и принцип действия вращающихся трансформаторов
  8. Синусно-косинусный вращающийся трансформатор
  9. Линейный вращающийся трансформатор
  10. Вращающийся трансформатор-построитель
  11. Принцип действия системы синхронной связи и устройство сельсинов
  12. Трансформаторный режим работы однофазных сельсинов
  13. Индикаторный режим работы однофазных сельсинов
  14. Дифференциальные сельсины
  15. Магнесины
  16. Трехфазные сельсины
  17. Использование вращающихся трансформаторов в системе дистанционной передачи угла
Глава 6
Синхронные машины
  1. Назначение и принцип действия синхронной машины
  2. Устройство синхронной машины
  3. Особенности конструкции синхронных машин большой мощности
  4. Работа генератора при холостом ходе
  5. Работа генератора под нагрузкой
  6. Векторные диаграммы генератора
  7. Внешние и регулировочные характеристики генератора
  8. Определение индуктивных сопротивлений синхронной машины
  9. Параллельная работа синхронного генератора с сетью
  10. Режимы работы синхронного генератора при параллельной работе с сетью
  11. Мощность и электромагнитный момент синхронной машины
  12. Статическая устойчивость
  13. Синхронный двигатель
  14. Пуск синхронного двигателя
  15. Регулирование частоты вращения синхронных двигателей. Вентильный двигатель
  16. Синхронный компенсатор
  17. Понятие о переходных процессах в синхронных машинах
  18. Несимметричные режимы работы синхронных генераторов
  19. Особенности работы синхронного генератора на выпрямительную нагрузку
  20. Сверхпроводниковые синхронные генераторы
  21. Однофазная синхронная машина
Глава 9
Глава 10
Нагревание и режимы работы электрических машин
  1. Нагревание электрических машин
  2. Режимы нагрузки электрических машин
Заключение Список литературы

§ 5.9. ЛИНЕЙНЫЙ ВРАЩАЮЩИЙСЯ ТРАНСФОРМАТОР

Выходное напряжение. При любом включении обмоток вращающегося трансформатора уравнение, связывающее его выходное напряжение с углом поворота θ ротора, содержит функции sin θ и cos θ. Однако, выбирая определенным образом схемы включения обмоток, можно получить выходную характеристику в некотором ограниченном диапазоне изменения угла θ, близкую к линейной. Например, при небольшом изменении угла θ можно считать, что θ ≈ sin θ, и получать требуемую линейную зависимость Uвых = f(θ) от синусной обмотки. Однако в этом случае желательную точность линейной аппроксимации 0,1 % можно получить только при изменении угла θ в пределах ±4,5°. Поэтому использовать для линейного поворотного трансформатора одну синусную обмотку нерационально.

Более широкий диапазон изменения угла θ, в пределах которого выходная характеристика с достаточной точностью считается линейной, можно получить, если выходное напряжение представить в виде функции

(5.56)
Uвых = С sin θ/(1 + k cosθ).

Для получения указанной зависимости применяют две схемы соединения обмоток вращающегося трансформатора: с первичным симметрированием (на статоре) и со вторичным симметрированием (на роторе).

Рис.   5.29.   Схемы   линейного   вращающегося   трансформатора

Первичное симметрирование. В схеме первичного симметрирования (рис. 5.29, а) компенсационную обмотку К замыкают накоротко, а обмотку возбуждения В соединяют последовательно с косинусной обмоткой С ротора; концы их подключают к сети. К синусной обмотке S присоединяют нагрузочное сопротивление ZнS. Поскольку обмотка К замкнута накоротко, поперечный поток Фq = 0. Для цепи обмоток В и С составим уравнение

(5.57)
Úв + Éв + ÉС = Íв Zв + Íв ZС.

Так как ЭДС, индуцированные в обмотках В и С, совпадают по фазе, то они складываются алгебраически. Поэтому с учетом (5.44) и (5.46) сумма

(5.58)

Ев + ЕС = 4,44f1 (w1 kоб1 + w2 kоб2 cos θ)Фdm ,

откуда

Фdm = (Eв + ЕC )/[4,44f1 (w1 kоб1 + w2 kоб2 cos θ)].

Следовательно, согласно (5.48) ЭДС, индуцируемая в выходной обмотке S,

(5.59)
ES = 4,44f1 w2 kоб2 Фdm sin θ =
w2 kоб2 sin θ
w1 kоб1 + w2 kоб2 cos θ
(Eв + EC ) =
k sin θ
1 + k cos θ
(Eв + EC).

Пренебрегая падениями напряжения в обмотках В, С и S и принимая Ев + ЕCUв , получаем выходное напряжение

(5.60)

Uвых ≈ ES = kUв sin θ/(1 + k cos θ).

Если вращающийся трансформатор выполнен с k = 0,52 ÷ 0,56, то в пределах изменения угла ротора θ = ±55° выходное напряжение Uвых пропорционально этому углу.

Вторичное симметрирование. В схеме вторичного симметрирования (рис. 5.29,б) нагрузка ZнS включена в цепь последовательно соединенных обмоток S и К ; обмотка В присоединена к сети, а к обмотке С подключено симметрирующее сопротивление ZнС. Величину этого сопротивления подбирают таким образом, чтобы поперечные МДС обмоток S и С компенсировали друг друга.

При этих условиях в машине действуют постоянный по амплитуде продольный поток Фd создаваемый обмоткой В, и поперечный поток Фq, создаваемый обмоткой К и пропорциональный току нагрузки IS. Потоки Фd и Фq индуцируют в синусной обмотке ЭДС ES = kЕв sin θ + 4,44f1 w2 kоб2 Фqm cos θ, или, переходя к комплексным значениям,

(5.61)

ÉS = kÉв sin θ - jkÍS X1q cos θ,

где X1q — индуктивное сопротивление обмотки статора, обусловленное потоком Фq .

Так как в данном случае ÍS = ÉS/(ZS + ZнS + ZK), то уравнение (5.61) принимает вид

ÉS = kÉв sin θ - jkX1q ÉS cos θ/(ZS + ZнS + ZK),

откуда
(5.62)
ÚвыхÉS =
в sin θ
1 + jX1q k cos θ/(ZS + ZнS + ZK)
=
kÉв sin θ
1 + B́cos θ
,
где B́ = kjX1q /(ZS + ZнS + ZK) — некоторый комплексный коэффициент.

Если коэффициент В = 0,52 ÷ 0,56, то зависимость Uвых = f(θ) в пределах угла θ = ±55° линейная. Значение сопротивления ZнC, обеспечивающее взаимную компенсацию поперечных МДС обмоток S и С, определяется из условия

(5.63)

ZC + ZнC = 2 (ZS + ZнS + ZK).

Следовательно, для вторичного симметрирования необходимо, чтобы полное сопротивление цепи косинусной обмотки равнялось удвоенному сопротивлению цепи синусной обмотки.

Преимущества и недостатки различных схем симметрирования. В линейных вращающихся трансформаторах с первичным симметрированием изменение нагрузка ZнS практически не оказывает влияния на величину ЭДС ES, т. е. на линейность выходной характеристики, так как обмотка К компенсирует поперечный поток Фq , а сопротивление ZнSZS. Однако при изменении угла поворота ротора возникают небольшие погрешности в выходном напряжении из-за изменения тока и падения напряжения в первичном контуре.

В линейных трансформаторах со вторичным симметрированием при изменении нагрузки нарушается условие симметрирования и возникают значительные отклонения от линейной зависимости, поэтому их применяют сравнительно редко.

МЕСТО ДЛЯ РЕКЛАМЫ II