Эллиптическое магнитное поле

Круговое вращающееся магнитное поле возникает при симметрии токов, проходящих по фазам (симметрии МДС катушек отдельных фаз), симметричном расположении этих фаз в пространстве, сдвиге во времени между фазными токами, равном пространственному сдвигу между фазами и синусоидальном распределении индукции в воздушном зазоре машины вдоль окружности статора (ротора). При несоблюдении хотя бы одного из указанных условий возникает не круговое, а эллиптическое вращающееся поле, у которого максимальное значение результирующей магнитодвижущей силы и индукции для различных моментов времени не остается постоянным, как при круговом поле. В таком поле пространственный вектор МДС описывает эллипс (см. рис. 4.12, в).

Для удобства анализа явлений в машине электрическое поле разлагают методом симметричных составляющих на два круговых: поле прямой последовательности, вращающееся в ту же сторону, что и результирующее поле, и поле обратной последовательности (обратное поле), вращающееся в противоположную сторону.

Допустим, что в двухфазной машине с обмотками, сдвинутыми на угол 90° (рис. 4.15,а, б), МДС FB фазы BY опережает МДС FA фазы АХ на какой-то угол α≠π, т. е.

В общем случае Fm1≠Fm2.

Представим каждый из векторов МДС FA и FВ в виде суммы двух векторов прямой и обратной последовательностей:

При этом FAпр = -jFBпр;FAобр=+jFобр. Векторы FAпр и FBпр образуют систему МДС прямой последовательности, причем вектор FBпр опережает вектор FAпр на угол π/2. Векторы FAобр и FBобр образуют систему векторов обратной последовательности, причем вектор FBобр отстает от вектора FAобр на угол π/2. В соответствии с порядком чередования максимумов МДС в фазах результирующее круговое магнитное поле прямой последовательности вращается в сторону, противоположную полю обратной последовательности.

Величины векторов МДС прямой и обратной последовательностей определяют из уравнений (4.18), в которых значения FAпр, FAобр заменяют на -jFBпр и +jFBобр:

Умножая левую и правую части (4.19) на j, запишем

Складывая (4.19а) и (4.196), получают

Аналогично, вычитая (4.196) из (4.19а), находят

Из (4.18) получим

На рис. 4.16 показано графическое разложение векторов FA и FB на систему векторов прямой и обратной последовательностей в соответствии с формулами (4.19)...(4.206). Так как FBпр = FAпр = Fпр и FBобр=FAобр=Fобр то уравнение бегущей волны для прямого и обратного круговых полей имеет соответственно вид

Суммарные МДС полей, вращающихся в противоположные стороны, т. е. Fxnp и Fxoбp, имеют различные значения (см. рис. 4.13,6), поэтому результирующее поле машины не пульсирующее, а вращающееся. В этом поле максимальное значение результирующей МДС в различные моменты времени не остается постоянным, как при круговом поле, т. е. поле эллиптическое.

Таким образом, метод симметричных составляющих позволяет привести сравнительно сложное эллиптическое поле к двум простейшим круговым полям, вращающимся в противоположные стороны с частотой nl= 60f/p.

Рис. 4.16. Диаграмма разложения векторов МДС двухфазной обмотки на систему векторов прямой (а) и обратной (б) последовательностей

 

 

При несимметричном питании трехфазных машин токи и МДС можно определить так же, как и в двухфазных машинах. В этом случае фазные МДС следует разлагать на три составляющие (прямой, обратной и нулевой последовательности), из которых вращающиеся магнитные поля создают только первые две составляющие.






Рекомендуемый контент




Copyright © 2010-2017 housea.ru. Контакты: info@housea.ru При использовании материалов веб-сайта Домашнее Радио, гиперссылка на источник обязательна.