Контрольные вопросы'

1. Каково назначение силовых трансформаторов в системе передачи и

распределения электрической энергии?

2 . Объясните устройство и принцип действия трансформатора.

3.Из каких частей .состоит,активная часть трансформатора? Каково их на­ значение и конструкция? ’

4.Сколько витков. надо; намотать для первичной и вторичной обмоток, чтобы получить трансформатор, понижающий напряжение ё бООО до 400 В? Частота тока 50 Гц, сечение сердечника однофазного трансформатора 50 см2, индукция в сердечнике 1 0 0 0 0 гс.

5.От каких физических величин зависят ЭДС, наводимые в обмотках трансформатора?

6 . При полной нагрузке ток в первичной обмотке трансформатора равен

600 А. Определите приближенную величину тока холостого хода.

7.Почему при увеличении нагрузки вторичной обмотки увеличивается ток, потребляемый трансформатором из сети? Какова здесь роль противо-ЭДС

впервичной обмотке?

8. Какие потери имеют место в трансформаторе при нагрузке и при холо­ стом ходе?

9.Почему коэффициент полезного действия трансформатора при увеличе­ нии нагрузки сначала возрастает быстро, а затем рост его замедляется?

10.Как работает трансформатор под нагрузкой?

11 . Опишите режим короткого замыкания трансформатора.

1 2 . К чему приведет увеличение приложенного к трансформатору напря­

жения сверх номинального?

13.Что называется напряжением короткого замыкания? Какое напряже­ ние нужно подвести к первичной обмотке, чтобы в обеих обмотках протекали номинальные токи при коротком замыкании вторичной обмотки, если первич­ ное напряжение трансформатора 6000 В, напряжение короткого замыкания 5%?

14.На что расходуется активная мощность, потребляемая трансформато­ ром при опыте холостого хода и короткого замыкания?

15.Что такое группа соединения трансформатора и как она обозначается?

16.Как из основной группы соединения можно получить производную?

17.К трансформатору номинальной мощности 320 кВА присоединена на­ грузка с коэффициентом мощности 0,85. Какую активную мощность отдаст трансформатор, если он загружен на 60%.

18.К трехфазному трансформатору напряжением U1/U2 = 10000/380 В

подключены осветительные электроприемники (coscp=l) общей мощностью Р=100 кВт. Трансформатор соединен по схеме Y/Y. КПД трансформатора

11=0 ,8 . Определите первичный и вторичный токи трансформатора. Показать

схему подключения приемников.

19. Определите тип трансформатора, в паспорте которого указано: ТДНС10000/35.

2 0 . Какие условия необходимо соблюдать при включении трансформато­

ров на параллельную работу?

21. Как произвести маркировку обмоток трансформатора и определить группы соединения?

2 2 . Что такое фазировка трансформаторов и как она выполняется?

23. Объясните регулирование вторичного напряжения трансформатора, регулирование с ПБВ и РПН.

24. В каких случаях применение автотрансформатора более выгодно по сравнению с обычным трансформатором?

25.Для каких целей применяются автотрансформаторы?

3. ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ТЕОРИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

3.1.У стройство многофазных обмоток

3.1.1.Принцип образования вращающегося магнитного поля

Многофазная обмотка в электрических машинах переменного тока должна создавать вращающееся магнитное поле с заданным числом полюсов. При ис­ пользовании трехфазной обмотки это требование выполнится, если ее размес­ тить на цилиндрической поверхности так, чтобы магнитные оси фаз были сдви­ нуты в пространстве на 1 2 0 °, и пропустить по фазам токи, сдвинутые во време­

ни на 1/3 периода или на электрический угол 120°. Простейшая обмотка такого типа представлена на рис. 3.1.

б)

Рис. 3.1. Расположение обмоток фаз на статоре двухполюсной трехфазной машины

Каждая фаза обмотки состоит из катушки, содержащей по одному витку с двумя активными сторонами А-Х, B-Y, C-Z. Расстояние между активными сто-

Аналогично строится обмотка на 2р = 6,8,10 и более полюсов. Шаг каждо-

_ _Щ

го витка многополюсной обмотки равен полюсному делению У\ ~ т ~		, а
„	- М
созданное ею поле вращается со скоростью п\	оборотов в минуту.

3.1.2. Основные типы обмоток

Обмотки переменного тока состоят из секций (рис. 3.3), параллельные сто­ роны которых укладываются в пазы на внутренней поверхности статора. Для беспрепятственной укладки секции в пазы ее активные стороны приходится располагать по высоте паза в двух слоях (рис. 3.4). Обмотка, состоящая из та­ ких секций, называется двухслойной.

т— >

V*

Рис. 3.4. Двухслойная обмотка

Лобовые части секций двухслойной обмотки также располагаются в двух слоях, что дает возможность при укладке в пазы соседних секций избежать пе­ ресечения лобовых частей.

Существуют также и однослойные обмотки, но они менее технологичны, так как выполняются из секций, имеющих разные размеры и более сложную форму лобовых частей.

Свойства обмотки зависят от того, как секции расположены в пространстве и как они соединены между собой. Все это указывается с помощью схемы об­ мотки. Для удобства чтения схем стороны секций, лежащих в верхней части па­ за, изображают сплошной линией, а в нижней - пунктирной.

По характеру соединения секций различают петлевые и волновые обмотки. В петлевых обмотках соединяют последовательно секции, лежащие в соседних

мотки статора расположены на его внутренней поверхности и имеют бесконеч­ но малые размеры.

При	Цст=оо напряженность магнитного поля внутри магнитопровода
Нст= у	= 0 и падения магнитного потенциала на стальном участке магнит-

ной цепи не происходит. Поэтому циркуляцию вектора Я можно представить в виде определенного интеграла, численно равного падению магнитного потен­ циала на двух воздушных зазорах;

8

jH dl = 2 jH 5d l.

о

При малом б поле в воздушном зазоре равномерно, поэтому его напряжен­ ность вдоль силовых линий Яб = const. Следовательно, падение магнитного по­ тенциала в воздушном зазоре можно представить в виде

2H 56 = 2]iw

Отсюда находим напряженность магнитного поля

Eiw

25

и соответствующую ей магнитную индукцию в зазоре.

Выражение (3.2) позволяет определить пространственное распределение магнитной индукции вдоль расточки статора, если известен характер распреде­

	ления МДС трехфазной обмотки:
	B S = H 0 H S = ^	X jiw	(3.2)
		2
	3,2.1.	М агнит одвиж ущ ая сила секции

Секция является простейшим элементов трехфазной обмотки. Поэтому для определения результирующей МДС трехфазной обмотки рассмотрим сначала МДС секции. Пусть на статоре уложено по одной секции на каждом полюсном

делении. Шаг секции У\ - Т . По секциям протекает ток ia, равный току парал­

лельной ветви фазы:

■

/д = —= 4 l l a cos cot.

а

Вид возникающего при этом магнитного поля на одном полюсном делении показан на рис. 3.9.

Любая силовая линия магнитного поля сцеплена с полным током секции iawe; поэтому поле, созданное секцией, будет постоянно на протяжении всего

полюсного деления:

		B e -	^ 0	, *aw c
		8	8	2	'
	-------------- гU L I-----------J
и	ц		т т г ( £		ц
	'Т Г Т Т Т Г 1					О
1	-I	г Т Т Т			I
ч -					7 Z T T
i	\	4	г - .............
Fc
			вь			X
___ у'		\	f		Л
						*
^	(•				-F c
	h
					: ж	" .

Рис. 3.9. Вид магнитного поля на полюсном делении

Будем полагать магнитную индукцию положительной, если силовые линии идут вверх (южный полюс), и отрицательной, если силовые линии идут вниз (северный полюс). В соответствии с этим условием при принятом направлении тока поле внутри секции будет положительным, образуя южный полюс, а за пределами секции - отрицательным, образуя северный полюс.

МДС секции, приходящуюся на один полюс, обозначим через Fc. При рав­

номерном воздушном зазоре МДС каждого полюса равны, поэтому

„	L w c V 2 T
F	c = - y £' = ^ - I a w c c Os “ t -	(3.3)

МДС секции изменяется скачком при пересечении активной стороны сек­ ции, увеличиваясь, если ток направлен к нам, и уменьшаясь, если ток направлен от нас. Величина скачка МДС равна полному току секции iawc (рис. 3.9, пунк­

тирная линия).

Таким образом, МДС секции представляет собой неподвижную в про­ странстве прямоугольную волну, пульсирующую согласно (3.3) во времени с частотой питающей сети.

Для дальнейшего анализа поля удобно пространственную кривую МДС разложить в ряд Фурье. Выполним разложение кривой МДС (рис. ЗЛО) в пре­ делах полюсного деления для момента времени t = 0, когда МДС секции при­ нимает максимальное значение:

_ iaw c _

FcШ 2 2	w c .

F«m= FC]„ cos“ + F03mcos За+Fc,mcos 5а+...= £ Fcvmcos v“'

v -l,3 ,S ...

где а = х/т-л.

Рис. ЗЛО. Разложение кривой в ряд Фурье

Амплитуды гармонических составляющих определяются по формуле

*vm	= -	jF<		cosva•da=—F„
	пт	"	Ш
		7Г		7tV
		2

Первая гармоника называется основной, а остальные - высшими простран­ ственными. Амплитуда высшей гармоники обратно пропорциональна ее поряд­ ку. Среди высших наиболее значительными являются 3 , 5 , 7-я гармоники.

Эффективным способом подавления высших гармоник является укороче­ ние шага секции. На рис. 3.11 представлена МДС секции с укороченным шагом У1=(Зут, где Ру - относительный шаг секции.

В угловом измерении шаг определяется величиной

ОСу~РуК.

Раскладывая кривую рис. 3.11 в ряд Фурье, получим

Fc	z 2г.	Fc	4
	=—		cosva-da=—Fc Kv »
c vm	„ J	cm	cm / v
	' 2

va.

где Kyt = sin — - - коэффициент укорочения шага обмотки.

Число витков секции we связано с полным числом последовательно соеди­ ненных витков фазы W соотношением

w - 2Р ^ с

а

Учитывая также, что ток фазы I = ala, преобразуем выражение для ам­

плитуды МДС фазы к виду

_ 2^2 I V		0 .9 IW ,,
* vm 7tV р	v	V p	v

Амплитуда Рфуга определяет МДС v-й гармоники на магнитной оси фазы в

момент времени, когда ток фазы имеет максимальное значение. Закон распре­ деления МДС фазы во времени и пространстве определяется уравнением

РФ(а . О = X	cos cot • cos va
v=l,3,5...

Ha рис. 3.14 сплошной линией показана первая гармоническая МДС в мо­ мент времени t = 0 :

Рф\{а$) = Рфхтcosа ,

а пунктиром отмечена эта МДС в произвольный момент времени:

Рф\(а,0 = *1 cosa>t• cosос.

Рис. 3.14. Распределение МДС во времени и пространстве

3.2.4. М ДС т рехфазной обмотки

Пусть на статоре уложена симметричная трехфазная обмотка (рис. 3.15). Магнитные оси фаз сдвинуты в пространстве на 120°. Включим эту обмотку в сеть переменного тока так, чтобы по фазам протекали токи

i A = 4 2 1 COS cot;

iB = 4 2 1 c o s ( a t - 1 2 0 ° ) ;

ic = 4 2 1 c o s ( # f + 1 2 0 ° ) .

Рис. 3.15. Расположение обмоток на статоре

Найдем результирующую МДС трехфазной обмотки, созданную этими то­ ками. С целью облегчения задачи будем учитывать лишь первые гармоники фазных МДС:

Fu = FXmcos^-cosa;

FiB = F]mcos{cat 120°) • cos(a -120°);

Flc = FXmcos(oЛ+120°) • cos(a +120°).

Преобразуем данные выражения, заменяя произведение косинусов двух углов на полусумму косинусов суммы и разности этих углов:

F \A = \ F \« [cos( * * ~ а) + cos(£Uf+ « ) ] ,

FXB= - FXm[cos(fi>/ - a) + cos(ojt + a - 240°)],

Fxc =—FXm[cosH - ■«) + cos(<ur+ a + 240°)].

2

Отсюда получаем выражение для результирующей МДС трехфазной об­ мотки:

Fi =F)A +F1B + F1C = |F lm c o s(© t-a ) = l,35 — К обм c o s ( o t - a ) . (3.4) 2 vp

Данное выражение представляет собой уравнение бегущ ей волны. По­ ложение максимума волны определяется углом а т зависящ им от времени:

am=cot.

Следовательно, магнитная ось результирующего поля будет вращаться с

dam

угловой частотой - г 2- = со. В связи с этим амплитуду результирующей МДС at

трехфазной обмотки часто изображают на пространственной комплексной плоскости в виде вращающегося вектора (рис. 3.16)

Важно отметить, что положение вектора Fj совпадает с изображающим

вектором тока обмотки статора:

= - f i l e 1"

Это обстоятельство позволяет упростить анализ процессов и явлений в электрических машинах, рассматривая вместо взаимодействия МДС взаимо­ действие соответствующих токов.

Третьи гармоники фазных МДС'.

Fu = Fim coscut'CosSa,

F3B = FJn cos(fi# - 1 2 0 °) • cos 3 a ,

FJC = F3mcos{cot + 120°) • cos 3a

Интегрируя кривую распределения магнитной индукции В | по ширине

секции, получим

£

у/, =wc VBi cos{cot - a)lsг—da = wcФ coscot,

A	n
2

2

где Ф„ = ~ T'h -Blm - максимальный поток, сцепленный с секцией.

ж

Отсюда следует, что полное потокосцепление секции 'Fi изменяется во времени по гармоническому закону, достигая максимального значения в мо­ мент, когда ось поля совпадает с магнитной осью секции.

ЭДС секции

е. = = w.co0,msincot

C \ d t c 1m

отстает от потокосцепления 'Fj на угол п/2, а ее амплитуда превышает ампли­

туду потокосцепления в со раз:

ЕсЫ=™с®Ф\т = 2 Ф с ФШ-

Действующее значение ЭДС секции

= Ж	= 4 >44^ ф 1-»•

Если секция имеет укороченный шаг у = РУт, то ее ЭДС и максимальный

магнитный поток уменьшаются (рис. 3.18). Ширина секции в угловом измерении

(Ху = руП.

Рис. 3.18. ЭДС секции с укороченным шагом

Интегрируя кривую распределения индукции В|		в пределах от - a j l до
+ а /2 , получим
\	х	c°satf,
\}/]=wc I Вутcos(co/ -	а ) /5 —da =
„	я
СХv

,яр,

где ку\ = - у - коэффициент укорочения.

Следовательно, ЭДС секции с укороченным шагом

_ d\j/x _

eci = “ dt = wcakyl(PXmsmo)t

и ее действующее значение £ е, = 4 А4£»ску\Ф\т уменьшается.

Рассмотрим теперь ЭДС катушечной группы, состоящей из q секций. ЭДС

секций сдвинуты друг относительно друга на угол

Ът

На рис. 3.19, а показана катушечная группа, состоящая из 3 секций с пол­ ным шагом у = т.

ЭДС катушечной группы

Eh = 2Л, sin 2SQ - = £	s i n ^
	, -------2—
2	sin S S L

меньше арифметической суммы отдельньгх секций qEct (см. рис. 3.19, б) на ве­

личину коэффициента распределения

	к	__ Ek\	_	sin W i
				2
	pl	ЧЕ сУ		sin УФi »
				2

поэтому

Ek] = qEclK pl = 4,44Jwcqkpi<Pim.

Рис. 3.19. Катушечная группа, состоящая из 3 секций (а) и ЭДС катушечной группы (б)

Если секции имеют укороченный шаг, то действующее значение ЭДС ка­ тушечной группы выражается формулой

Ekx = 4i44Jwcqkyl0 lm = 4,44fwcqKo6l<Plm ,

где Кш - обмоточный коэффициент.

Фаза обмотки образуется из . катушечных групп, общее число которых в фазе двухслойной обмотки равно числу полюсов 2р, причем в каждую парал­ лельную ветвь фазы включается 2р/а катушечных групп. ЭДС одной парал­

лельной ветви образует ЭДС фазы:

Еф, = —Ekl = 4 ,4 4 > с ^ К оПФ1т= 4 ,4 4 /iv			,
1	а	а
2 pq	- число последовательно соединенных витков фазы.
гдё w = ——•

В реальных электрических машинах распределение магнитного поля в воз­ душном зазоре отличается от синусоидального. Высшие гармоники появляются за счет несинусоидального распределения МДС, наличия пазов на статоре и ро­ торе, насыщения стали и т.д. Магнитное поле высших гармоник имеет в v раз больше полюсов, чем первая гармоника, и вращается с угловой частотой щ,. Если щ, то в фазной ЭДС появляются высшие временные гармоники час­ тоты

Ф

= з ,5 ,7

к р2= к р1.

Эффективным способом подавления зубцовых гармоник является скос па­ зов (рис. 3.21).

Рис. 3.21. Скос пазов на статоре:

а - картина магнитного поля зубцовой зоны; б - скос пазов статора

Скос пазов выполняется на одно зубцовое деление bCK=tz, при этом ЭДС зубцовой гармоники по длине активной стороны секции меняет фазу от 0 до 2%

так, что ЭДС на одной половине проводника действует встречно ЭДС

на другой половине и ее суммарное значение равно нулю. Скос пазов применя­ ется для машин малой мощности, где его легче реализовать

На форму ЭДС оказывает влияние также схема соединения обмотки.

В трехфазных обмотках применяют соединение в звезду или треугольник (рис. 3.22).

Ряс. 3.22. Схемы соединения обмоток трехфазной машины:

а - соединение звездой; б - соединение треугольником

Гармоники ЭДС, кратные трем, в трехфазной обмотке совпадают по фазе, поэтому при соединении обмотки в звезду в линейных напряжениях эти гармо­ ники отсутствуют.

4. Определяем третью гармоническую составляющую ЭДС проводника:

Е„рз - 2,22^з-Ф 3-10'8 = 2,22-3 •50-5,92-106-10'8 = 19,7 В .

5. Находим аналогично для любой гармонической составляющей ЭДС:

1	110	„
т5 = - т = —		« 2 2 см;
В 5 = 0,15В ср = 0,15-6000=900 гс;
Ф5 = —- В с • 1 • Тс = —	-900-130-22 = 0,164 106 мкс;

%3,14

Е„р5 = 2,22-f5-<l>5-10'8 = 2,22-5-50-0,164-10б-10'8 » 9 В .

6. Полная ЭДС проводника

Епр = V^npi+ Епрз + Enps = т/94 +19,7 + 9 « 96 В. Действием остальных гармонических составляющих пренебрегаем.

Пример 3.3

Рассчитать ЭДС основной и ближайших высших 3, 5 и 7-й гармонических составляющих для трехфазного синхронного гидрогенератора со следующими данными: мощность 5 = 16500 кВ-A; линейное напряжение UH= 11000 В; номи­ нальный ток 1И- 865 A, cos(p = 0,7; частота/ = 50 Гц, число полюсов 2р = 12;

полюсное деление т = 0,693 м; число витков фазы обмоток (соединение в звез­ ду) Ш[ = 72; число пазов на полюс и фазу q\ = 4; относительный шаг обмотки

Р = 5/6 (шаг по пазам у - 1-11); активная длина / = 1,3 м; амплитуда гармониче­

ских составляющих v = 1,3,5 и 7 поля возбуждения в воздушном зазоре:

Вт\ = 0,75 Тл, 2?т3 = 0,039 Тл, Вт5 = 0,035 Тл, Bmi = 0,02 Тл. Коэффициент рас­ пределения обмотки - для #i = 4 принимаем равным кр\ = 0,958, kpi - 0,654,

кр^= 0,205, kpT~ —0,158 [3].

Решение 1. Коэффициенты укорочения шага обмотки находим по формулам

k, = s i n - - - = sin 75° = 0,966;

у6 2

ку3 = sin 3 - - - = sin 225° = -0,707;

у3

6 2

’

к j = sin 5 —*— = sin 375° = 0,259;

у6 2

ку7 = sin 7 - - - = sin 525°= 0,259.

62

2.Определяем полные обмоточные коэффициенты:

коб, = к р, ку1 = 0,958 -0,966 = 0,925; = кр3 • к у3 = 0,654 - (-0,707) = -0 ,4 6 2 ;

к** = кр5 • ку5 = 0,205 - 0,259 = 0,053; коб7 = к р7 -к у7 = -0,158-0,259 = 0,041;

3. Вычисляем поток основной гармонической:
	Ф		я ’1‘Вср1 -	я ■т • 1 • Вт| ;
	Ф, = - • 0,693 • 1,3• 0,75 = 0,43 В б.
		я
4. Рассчитываем ЭДС фазы обмотки для основной гармонической:
Е,	= я-Jl • к р| • ку1 • fj • Ф,. = 2л/2 • т • 1 • коб, • f, • B m;
	Е, = W 2 • 72 • 0,925• 50 • 0,43 = 6350В .
5. Находим относительные амплитуды высших гармоник поля:
“■оЗ	= 0,052;	кв5 =		- 0 ,0 4 7 ;	кв7 = — = 0,027
0,75	’	в5	0,75	’	87 0,75

и относительные величины высших гармонических ЭДС с учетом формул

Е, = я л /2 -co-kp, -ку1 -f, -Ф, = 2 а/2-т-'со-к^, -f, -Вт ; Ev = ял/2 • (о• крт • к^ • fv • Ф, = 2V2 • T V • 1 • <0• к ^ • fv-В ^ :

-0,052. 0*462 = _ 0 026; 0,925

0 ,0 4 7 - ^ ^ = 0,00269;

0,925

=0,027 - 9 ^ = 0,0012 • 0,925

Как можно увидеть, относительная величина высших гармонических ЭДС значительно меньше относительных значений высших гармонических индук­ ций. Абсолютные значения фазных ЭДС высших гармонических равны:

Е3 = 0,026 *(-6350) = -165 В ; E s =6350 0,00269 = 17,1 В; Е7 = -6350 0,0012 = -7,6 В .

Действующее значение ЭДС фазы обмотки с учетом высших гармониче­ ских до v=7 включительно

Еф = 6350-y/l + 0,0262 + 0,002692 + 0,0012J = 6350^1,000684 = 6350 • 1,000342 = 6350,16 В , т.е. весьма незначительно отличается от величины ЭДС основной гармониче­ ской.

В линейных напряжениях третья гармоническая будет отсутствовать, по­ этому действующее значение линейного напряжения с учетом гармонических порядка v=7

Е, = 1 ЮООд/ l + 0,002692 + 0,00122 = 11000 • 1,00000463 = 11000,051 В ,

т.е. весьма ничтожно отличается от линейного значения ЭДС основной гармо­ нической.

Пример 3.4

Составить схему обмотки с учетом следующих данных: т - 3, z = 12, 2р = 2. Обмотка диаметральная двухслойная, равносекционная цепная. Опреде­

лить обмоточный коэффициент для основной и третьей гармоник. Реш ение

1.Вначале рассчитываем число пазов на полюс и фазу:

2.Далее необходимо изготовить двухслойную обмотку с целым числом па­ зов, т.к. в этом случае будут удовлетворены условия симметрии.

3.Зная, что диаметральный пазовый шаг уд= 12/2=6, электрический фазовый

угол между соседними пазами а г=360/12=30°, общий наибольший делитель (q)

2

z a p равен 1, находим число векторов ЭДС, наведенных в пазах — = 12 и

а’ = a z.

Вкаждом пазу размещены два проводника, вследствие чего на одном ра­ диусе лежат два вектора напряжения.

4.Начертим векторную диаграмму пазовых ЭДС и распределение фаз в верхних слоях пазов, соответствующее 12 пазам. При q = 2 для фазы А выбира­

ем пазы 1 и 2. Обмотка диаметральная, следовательно, к этой фазе относятся также и пазы 7,8. Следующая фаза В должна быть сдвинута относительно фазы

А на 120°. Таким образом, если известен угол а а то к фазе В относятся пазы 5 ,6 и 11,12, к фазе С - пазы 9, 10 и 3,4. Для фазы А в соответствии с удшаг обмот­

ки 1-7, следовательно, одна сторона обмотки размещена в верхнем слое паза 1, другая же сторона - в нижнем слое 7. У цепной обмотки шаг следующей фазы будет 2 -8 . В соответствии со сказанным выше можно составить схему обмотки и, соединив катушки последовательно, обозначить начала и концы фаз, сдвину­ тые на 120°. После определения направлений токов можно проконтролировать правильность распределения полюсов. Схема обмотки приведена на рис. 3.24.

У диаметральной обмотки с целым q обмоточный коэффициент равен ко­ эффициенту распределения. По [11, табл. 1] находим для q —2 коэффициенты распределения основной и третьей гармоник: крj=0,966 и крг~0,707.

Рис. 3.23. Построение звезды пазовых ЭДС

Рис. 3.24. Двухслойная обмотка с диаметральным шагом от = 3 ;г = 1 2 ;? = 2

Пример 3.5

С помощью данных предыдущего примера решим, насколько это возмож­ но, задачу уменьшения ЭДС третьей гармоники.

Решение 1. Вместо диаметральной обмотки следует применить обмотку с укороче­

нием шага. В соответствии с [11, табл. 1] при укорочении шага обмотки th = 2/3

при куз= 0 получаем ку\ = 0,866.
2. Определим требуемый пазовый шаг, если укорочение		шага равно
у	у	2
у/т=2/3, а_уа=6. В соответствии с предыдущим примером —	=	следова-
Уд	т	3

тельно, у=4.

3. Вследствие укорочения шага обмотки не изменяются звезда пазовых ЭДС и порядок распределения катушек фаз в верхних слоях пазов. Шаг обмот­ ки теперь вместо 1-7 будет 1-5, а это означает, что каждая сторона катушки в нижнем слое сдвигается на два паза влево. На рис. 3.25 дан эскиз обмотки с укороченным шагом. Обмоточные коэффициенты имеют следующие значения: Кб\ ~ кргку\ = 0,966-0,866 = 0,837; = крг= куз- 0.

Рис. 3.25. Двухслбйная обмотка с укороченным шагом т = 3; z - 12; q = 2;р = 1

Пример 3.6

Трехфазная синхронная машина имеет следующие данные: 2р = 2, z = 36.

Определить коэффициенты распределения обмоток для основной, третьей и пя­ той гармонических составляющих ЭДС.

Реш ение 1. Находим число пазов на полюс и фазу:

z_ 36

^2р•ш 2-3

2.Определяем угол сдвига между пазами:

а = р ^ 6 0 = Ь 3 6 0 = 10,

z36

3.Вычисляем коэффициент распределения для основной гармонической составляющей ЭДС:

		q -a	6 1 0
		sin	sm-
	k p.=	2	^— *0,96
		. a
			, . 10
		q-sin-	6 'Sin—

22

икоэффициент распределения для третьей гармонической составляющей ЭДС:

sin	q*3a		6 3 1 0
		srn-
k pJ =	. 3a	.	*0,645
			. 3-10
q	s in —	6	sm --------

2 2