автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.01, диссертация на тему:Математическая модель совмещённого многофункционального бесщёточного возбудителя для расчета эксплуатационных режимов работы комплекса "генератор-возбудитель"

РГБ ОД

На правах рукописи

МОЙСЕЙЧЕНКОВ АЛЕКСАНДР НИКОЛАЕВИЧ

МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ СОВМЕЩЁННОГО МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНОГО БЕСЩЁТОЧНОГО ВОЗБУДИТЕЛЯ ДЛЯ РАСЧЕТА ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ РЕЖИМОВ РАБОТЫ КОМПЛЕКСА «ГЕНЕРАТОР - ВОЗБУДИТЕЛЬ»

Специальность 05.09.01 - Электромеханика

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Екатеринбург - 2000

Работа выполнена на кафедре электрических машин Уральского государственного технического университета.

Научный руководитель:

Ведущая организация: ОАО «Уралэлектротяжмаш», г. Екатеринбург.

Защита состоится 22 марта 2000 г. в аудитории Э-406 в 14 час. 00 мин. на заседании диссертационного совета Д063.14.05 при Уральском государственном техническом университете.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью организации, просим направлять по адресу: 620002, Екатеринбург, ул. Мира 19, УГТУ, учёному секретарю.

С диссертационной работой можно ознакомиться в библиотеке

доктор технических наук профессор Пластун А.Т.

Научный консультант:

кандидат технических наук профессор Денисенко В.И.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук профессор Шулаков Н.В.

кандидат технических наук ' Эльберт Е.С.

УГТУ.

Автореферат разослан /Я _2000 г.

Учёный секретарь диссертационного совета Д063.14.05

кандидат технических наук, доцент

В.Ф. Шутько

\Ш. -окИС. О

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Одним из путей развития бесщеточных систем возбуждения ¡инхронных машин является создание многофункциональных юзбудительных устройств с целью уменьшения затрат материалов на :диницу мощности и трудозатрат на изготовление комплекса "Синхронный •енератор - система возбуждения" в целом.

Совмещенный многофункциональный бесщеточный возбудитель СМЕВ) является одним из представителей современных возбудительных 'стройств (ВУ). Использование традиционных и нетрадиционных приемов магнитного, электрического и конструктивного совмещения синхронного юзбудителя и подвозбудителей позволяет отказаться от подвозбудителя как сдельной электрической машины. Это упрощает технологию изготовления •аких машин и позволяет снизить массогабаритные показатели по сравнению : классическим исполнением бесщеточной системы возбуждения, состоящей 13 бесщеточного синхронного возбудителя и синхронного подвозбудителя с юзбуждением от постоянных магнитов. Отсутствие дополнительного [сточника питания, обеспечивающего работу подвозбудителя. и юпользование принципа самовозбуждения обуславливает автономность истемы возбуждения и независимость выходного напряжения СМБВ от [апряжения сети. а применение комбинированного (наряд)' с лектромагнитным - магнитоэлектрического) возбуждения обеспечивает арантированное начало процесса самовозбуждения.

Разработка СМБВ была выполнена в ОАО УЭТМ совместно с кафедрой лектрических машин УГТУ-УПИ в 1991 г. Первый промышленный образец :МБВ был изготовлен в 1993 г.. а к настоящему времени разработан отрезок ерии совмещённых возбудителей. В табл. 1. приведены типы и параметры азработанных в ОАО "Уралэлектротяжмаш" бесщёточных возбудителей овмещённого типа для ряда создаваемых гидрогенераторов, дизельных енераторов и генераторов с приводом от газовых турбин. К настоящему ремени находятся в эксплуатации и положительно зарекомендовали себя 1МБВ типа ВБМ-59/7-10 и ВБ-99/9-22 для возбуждения дизель-генераторов 'ГД-99/64-4 УХЛ 2 и СГДБ-143/46- 12-Н УХЛ 2 мощностью 1 МВт на 1500 б/мин и 500 об/мин соответственно, а также СМБВ для возбуждения вдрогенераторов СВ-173/31-20 Быстринской ГЭС (АО «Камчатск-энерго») ощностыо 570 кВт на 300 об/мин.

Технико-экономическая оценка, выполненная в ОАО Уралэлектротяжмаш» показала, что применение СМБВ вместо синхронного эзбудителя с подвозбудителем на постоянных магнитах позволило меньшить массу совмещённого возбудителя типа СМБВ в 1.5 раза, а гоимость оборудования на 6.8 % от стоимости всего технического эмплекса. включающего генератор, возбудитель типа СМБВ и шкаф травления.

Таблица 1

Tira возбудителя Номинальные данные Расчётная номинальная частота вращения, об/мнк Макскмаль то допустимая частота вращения, об/мин Максимальная мощность возбуждаемой синхронной машины при расчетной номинальной частоте вращения, кВт

Мощ ность , кВт Ток, А Напря жение, В

ВБМ-59/7-10 13.6 400 34.0 1500 1800 1500

BB-63J9-14 26.4 450 58.6 1000 2100 4000

ВБ-81/9-18 46.0 484 95.0 1000 1800 12400

ВБ-99Я-22 47.3 490 97.0 750 1350 9200

ВБ-99/20-22 17.2 315 55.0 250 1350 1140

Особенность СМБВ, как объекта математического моделирования, состоит в том, что при нетрадиционном способе совмещения невозможно использование известных методов и методик расчета, разработанных для электрических машин, выполненных как отдельное устройство. Каждый раз, когда вводится новая связь, необходимо разрабатывать адекватные математические модели новых ВУ.

Кроме того, практика проектирования тагах устройств показала необходимость более точного учёта несимметрии и насыщения магнитной цепи, поскольку наличие в ряде полюсов постоянных магнитов неравномерно перераспределяет магнитное поле между полюсами, что вызывает необходимость решения полевой задачи в насыщенной многополюсной электрической машине, имеющей несимметричную магнитную систему, обусловленную наличием постоянных магнитов в части полюсов с учетом двухсторонней зубчатости ЯСМ.

Расчет магнитного поля известными методами, например, методом конечных элементов, требует затрат времени и значительных вычислительных ресурсов. Например, для решения задачи расчета поля на половину полюсного делейия для каждого положения ротора процессору Intel Pentium 200 требуется « 20 минут при сетке 2000 узлов. СМБВ обычно выполняется многополюсным и требуется построить сетку на 5 и более периодов поля и просчитать в установившемся режиме не менее 50 - 60 положений, что существенно увеличивает время расчета.

В связи с расширением области применения возбудителей типа СМБВ встает задача по разработке математических моделей, учитывающих все особенности возбудителя и позволяющих решать как установившийся, так и переходный процесс с учетом несимметрии магнитной цепи и насыщения

гастков магнитной цепи (зубцовый слой, ярмо якоря и т.д.), влияния гакции якоря возбудителя, как на возбудитель, так и на его подвозбудители. заработка таких математичес1сих моделей является вареной практической щачей, вызванной необходимостью на стадии предпроектных и проектных следований в сжатые сроки дать заключение о возможности применения 'шествующего возбудителя для работы в новых условиях, например с эугой частотой вращения и параметрами нагрузки, либо о необходимости пработки нового типоисполнения ВУ.

Цели и задачи работы

1. Построить математическую модель возбудителя на основе эедставления несимметричной магнитной цепи возбудителя упрощенными зивалентными схемами замещения в осях с/ и ц на минимальное ч1*сло >люсов комбинированного и электромагнитного возбуждения с учетом :акции якоря, насыщения и несимметрии магнитной цепи.

2. Реализовать математические модели четырехфазного мостового >еобразователя при питании его ЭДС синусоидальной, ступенчатой и эямоугольной формы. Дать оценку различных подходов к. расчету ;азиу становившегося режима совместной работы возбудителя и 1ащающегося преобразователя, связанных с выбором формы кривой ЭДС и личины коммутационного индуктивного сопротивления.

3. Учесть влияние асинхронной составляющей ЭДС зубцового порядка на зультирующую амплитуду и (разу ЭДС ИПВ, а также влияние ансформаторных составляющих ЭДС в якорной обмотке подвозбудителей ; результирующую ЭДС АПВ.

I. Разработать математическую модель СМБВ, которая должна включать новные функциональные блоки устройства: синхронный возбудитель (СВ)

комбинированным электромагнитным и магнитоэлектрическим збуждением, индукторный (ИПВ) и асинхронный (АПВ) подвозбудители. двозбудитель на постоянных магнитах, используемый как источник тания для АРВ и канала начального возбуждения. Модель должна зволить на стадии предпроектных исследований, на базе персонального мпьютера в сжатые сроки и с точностью на уровне предпроектных следований рассчитать статические и динамические эксплуатационные жимы работы СМБВ. Определить величину кратности форсировки с етом насыщения возбудителя и подвозбудителей в случае использования чествующих возбудителей для работы в новых условиях, например с угой частотой вращения и параметрами нагрузки.

Методы исследований

Методы теории электродинамики, элементы метода исследования эжных систем по частям, методы декомпозиции, методы эквивалентной неаризации, гармонического анализа, методы теории цепей, методы ления линеаризованных систем алгебраических уравнений, метод :ледовательных приближений для решения систем алгебраических 1внений, метод последовательных интервалов для решения переходных

процессов в машинно-вентильных системах с использованием статических характеристик преобразователя.

Исследования осуществлены в рамках общепринятых для теории электромеханического преобразования энергии допущений и классических представлений. Достоверность теоретических положений подтверждается сопоставлением расчетных данных и данных испытаний промышленных образцов исследуемого возбудительного устройства.

Научная новизна работы

1. Разработана математическая модель для расчёта эксплуатационных режимов работы СМБВ (статических и динамических) с учётом реакции якоря, нелинейности и несимметрии магнитной системы возбудителя на основе представления магнитного ядра машины в виде упрощенных эквивалентных схем замещения в осях <г/ и <7 для полюсов комбинированного и электромагнитного возбуждения. В рамках модели в осях с! и ц учтено взаимное влияние полюсов комбинированного и электромагнитного возбуждения, наличие постоянных магнитов и шунтирующих их насыщающихся элементов из магнитомягкой стали.

2. Получены внешние характеристики и расчетные коэффициенты преобразования токов и напряжений неуправляемой четырехфазной мостовой схемы выпрямления при -. питании от ЭДС прямоугольно-ступенчатой формы.

3. Выполнены исследования квазиустановившихся режимов совместной работы СВ и вращающегося преобразователя при различных подходах к выбору формы кривой ЭДС и величины коммутационного индуктивного сопротивления.

4. В математической модели ПВ учтено влияние асинхронной составляющей ЭДС зубцового порядка на результирующую амплитуду и фазу ЭДС ИПВ, влияние трансформаторных составляющих ЭДС и асинхронной составляющей ЭДС от парной гармоники МДС реакции якоря возбудителя на результирующую ЭДС АПВ, а также дополнительные компаундирующие эффекты, обусловленные амплитудной несимметрией ЭДС полупроводникового преобразователя ПВ.

Практическая ценность

Разработана математическая модель для расчёта установившихся режимов работы СМБВ с учётом нелинейности и несимметрии магнитной системы возбудителя на основе представления магнитного ядра машины в виде эквивалентной схемы замещения, выполненной в осях сI и q. Разработанная модель может быть использована в качестве базовой модели при разработке математических моделей совмещённых Б СВ для расчёта динамических режимов. Данная модель позволяет учесть главные особенности СМБВ, дать оценку уровня форсировки, его регулировочных свойств. Алгоритм расчета реализован в программе, которая может быть использована при расчете динамических режимов синхронных машин с таким возбудительным устройством. Разработанный алгоритм и программа

были использованы для предварительной оценки и расчетов основных электрических данных и характеристик СМЕВ типа ВБМ 59/10-7 для дизель-генераторов ОАО "Уралэлектротяжмаш". Использование программного комплекса при проектировании отрезка серии СМБВ позволит снизить стоимость и сократить трудоёмкость и сроки выполнения ОКР.

Апробация работы

Рассчитанные с использованием разработанных математических моделей параметры и характеристики СМБВ были сопоставлены с результатами испытаний опытно-промышленных образцов. Погрешности :равнения находятся в пределах инженерной точности расчётов.

Основные результаты диссертационной работы докладывались, эбсуждались и были опубликованы в трудах на следующих конференциях: научно-практическая конференция, посвящённая 100-летию со дня рождения выдающегося украинского учёного Тихона Губенка (г. Львов-Славьск, 1996 г.), II Международная конференция по электромеханике и электротехнологии (Крым, 1996 г.), III Международная конференция по электромеханике и электротехнологии (г. Клязьма, 1998 г.), на научно-практическом семинаре в рамках международной выставки «Уралэкология-)8» (г. Екатеринбург, 1998 г.), 4Л ISTC UEES'99 (г. Санкт-Петербурге, 1999 -.). Работа в целом докладывалась, обсуждалась и получила одобрение на чежкафедральном семинаре по электромеханике, а также на семинаре <афедры электрических машин Уральского государственного технического университета.

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 7 печатных работ. Часть результатов исследований отражена в 3 научно-технических отчётах.

Структура и объём работы

Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка 1итературы и пяти приложений. Объём работы составляет 225 страниц :квозной нумерации, в том числе ИЗ страниц основного текста и 75 »исунков на 56 страницах, список литературы из 80 наименований на 8 траницах, 5 таблиц на 3 страницах и 5 приложений на 45 страницах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы исследования. Высокие ребования. предъявляемые к современным СВ. заставляют искать наиболее 1ациональные решения путём синтеза - создания многофункциональной истемы. функциональные особенности которой максимально приближены к щеальному ВУ.

Описывается устройство, принцип действия и основные >ункциональные особенности СМБВ. Конструктивная и функциональная хемы показаны на рис.1. ВУ состоит из синхронного возбудителя СВ с лектромагнитным способом возбуждения, обмотка возбуждения ОВВ, инхронного возбудителя CB(NS) с комбинированным способом озбуждения (рис. 1,2), асинхронного подвозбудителя АПВ и индукторного

а)

б)

Рис. 1. Схема СМБВ а) конструктивная б) функциональная

подвозбудителя ИПВ. Полем возбуждения АПВ является составляющая поля реакции якоря возбудителя с утроенным числом пар полюсов 3-р. С целью культивирования поля с числом пар полюсов 3-р, обмотка якоря возбудителя ЯО выполняется 4-х фазной с диаметральным шагом и q=l. Полем возбуждения ИПВ является зубцовая составляющая результирующего поля в зазоре ВУ. Якорные обмотки подвозбудителей ЯОТТВ выполняются совмещенными и размещены в полюсных наконечниках полюсов возбудителя СВ. Частота ЭДС ИПВ в два раза больше частоты ЭДС АПВ. В полюсных наконечниках полюсов с комбинированным возбуждением размещены катушки ОДТ, выполняющие роль датчиков тока и напряжения якоря, а также обмотка ОИП, тляющаяся источником питания АРВ и возбуждения. В ходе описания

Рис. 2.

начального

обосновываются основные конструкторские и технологические решения, описываются способы реализации принципов нетрадиционного совмещения и механизмы взаимодействия элементов системы.

В связи с расширением границ областей применения подобных ВУ аргументируется важность разработки быстродействующих, достаточно точных математических моделей для предпроектных исследований данного ВУ, формулируются задачи диссертационной работы.

Как вывод к описанию, формулируются основные требования к математической модели возбудителя: важность учёта нелинейности и несимметричности магнитной цепи и необходимость расчёта процессов в подвозбудителях с учетом влияния высших гармоник поля реакции якоря СВ, зубчатости якоря и индуктора и насыщения магнитной системы. Рассматриваются возможности применения существующих подходов к

и Ф г

о-е-

у и

р., С) О Г.,

кр 1 - кр1 --от©-

крЗ- крЗ-

кр1 <Ф6+Ф10) крЗ-Ф,,

О Р.

0«.

о

р Ф и

-е

У

()Р

-

О р .., П К-

¡К Р., Ф С)р«

кР1-Фь

о р а «■.„

ри С) ()Р,

о

ф

-©-О

кр2- кр2-

кр1- кр1-

К. Р.

О

Фи«-'-'

Рис. 3. Схема замещения полюсов комбинированного возбуждения

расчёту СМБВ. Аргументируется целесообразность использования выбранного метода моделирования нелинейной магнитной системы.

В перкой главе разработана математическая модель СМБВ в осях с1 и г/, реализующая первый этап расчёта ВУ. В основе модели лежит расчёт нелинейной и несимметричной магнитной системы машины. представленной схемами замещения, построенными в осях с/ и <7 (рис.3.4).

Сформулированы основные допущения модели. Магнитное поле машины условно разделено на рабочее поле и пом рассеяния якоря и индуктора. Рабочее поле плоскопараллельно, существует в пределах расчетной полюсной дуги. Поток рассеяния.индуктора замыкается в пределах полюсных наконечников и не зависит от угла поворота якоря и насыщения магнитной цепи. Величина потока рассеяния определяется с учетом реальной геометрии межполюсного окна и обмотки возбуждения. Вихревые токи и гистерезис в магнитопроводе отсутствуют. Зубчатые якорь и индуктор заменены гладкими структурами с равномерными радиальными слоями малой толщины. характеристики намагничивания которых в радиальных направлениях тождественны характеристикам намагничивания реальных убчатых структур, рассчитанных для одного зубцового деления якоря и ндуктора. Магнитные проводимости этих слоев в тангенциальных аправлениях приняты равными нулю. Учитывая наличие в якоре фальш-азов, меньших по высоте по сравнению с обмотанными пазами, зубцовая

<*>» р. Рис. 4. Схема замещения полюсов электромагнитного возбуждения

структура якоря в тангенциальном направлении разделена на два ело Увеличение МДС воздушного зазора из-за зубчатости якоря и индукто} учитывается эквивалентным увеличением' воздушного зазора.

Учитывая многополюсную конструкцию СМБВ, пренебрегав влиянием кривизны выделенных элементов ярем якоря и индуктора пр разбиении сердечников: сегментные элементы эквивалентируютс прямоугольными с размерами, равными радиальной высоте и средней длш дуги выделенных элементов. Распределение потоков в каждом выделенно участке сердечников предполагается равномерным для кажде составляющей потока, как в тангенциальном, так и в радиально направлениях. При равномерном зазоре и замене зубцовых слоев якоря индуктора эквивалентными гладкими структурами осуществлен переход с распределенных магнитных сопротивлений к сосредоточенным и использованию методов теории цепей.

Магнитная система в геометрическом отношении являете симметричной. Несимметрия магнитной цепи обусловлена наличие постоянных магнитов в части полюсов и различием в уровне насыщения пр неравномерном распределении потоков между полюсами.

Принято допущение о равенстве потоков всех полюсо электромагнитного возбуждения, учтена неравномерность распределен« потоков только между полюсами электромагнитного и комбинированног возбуждения.

Реализована математическая модель поведения постоянных магнитов условиях изменяющихся параметров внешней магнитной цепи. Задаваема первоначально фиктивная МДС и магнитное сопротивление постоянны магнитов определяются параметрами • магнитотвердого материала корректируются в ходе расчёта.

Якорная обмотка эквивалентируется контурами по осям с/ и ц, активны стороны которых размещены на дне второго зубцового слоя якор соответственно по осям с! и <7. Принимается, что поток рассеяния обмотк якоря не оказывает существенного влияния на насыщение зубцов и спинк якоря.

Зубцовые слои индуктора и якоря, спинка полюсного наконечника радиальном направлении (до половины высоты), размещенные в предела: расчетной полюсной дуги, разбиты на два симметрично расположении участка: под сбегающим и набегающим краями полюса. В выделенных зона: учитывается только радиальная составляющая индукции результирующего поля. Поле поперечной реакции якоря замыкается в пределах спинга полюсного наконечника и спинки якоря. Предполагается, что магнитньг сопротивления полю поперечной реакции якоря в этих частях магнитно! цепи в тангенциальном направлении равны нулю. В результате активная зон; под каждым полюсным наконечником представлена двумя параллсльж включенными сопротивлениями 1152тс и Я&тн • Вводится допущение < прямоугольной форме МДС продольной и поперечной реакции якоря, чт<

озволяет эквивалентировать реакцшо якоря в виде сосредоточенных сточников МДС. Учитывая, что обмотка якоря СМБВ включена через етырехфазный преобразователь на обмотку возбуждения возбуждаемой инхронной машины (генератора дизельного или гидрогенератора), МДС родольной реакции якоря имеет размагничивающий характер и направлена стречно МДС обмотки возбуждения. Поперечная реакция якоря учтена ведением в соответствующие ветви эквивалентной схемы замещения агнитной цепи источников МДС, постоянных по величине для данного становившегося режима или данного момента времени переходного ежима. Так как СМБВ работает в режиме генератора, то поперечная еакция якоря имеет размагничивающий характер (направлена встречно 1ДС возбуждения) под набегающим краем полюса и намагничивающий аракгер под сбегающим краем полюса. МДС реакции якоря находятся в эответствии с исходными данными по векторной диаграмме и орректируются на каждой итерации расчёта нелинейной цепи машины в эответствии с изменением степени насыщения магнитной системы.

В отличие от традиционного подхода, определение ЭДС якоря основано а расчете магнитной цепи при нагрузке с использованием магнитных схем шещения для полюсов электромагнитного и комбинированного эзбуждения в осях с! и ц . Нелинейность участков магнитной цепи учтена утем аппроксимации их магнитных характеристик двумя отрезками прямых введением фиктивной МДС (на отрезке аппроксимации магнитной зрактеристики в области насыщения) и дифференциального значения агнитного сопротивления участка. Взаимное влияние потоков заимоиндукции полюсов электромагнитного и комбинированного эзбуждения учтено введением в участки схем замещения, моделирующих эма якоря и индуктора, источников потока полюсов комбинированного и гектромагнитного возбуждения. Результирующие потоки взаимоиндукции тределяются на основе аналитического решения линеаризованной системы ¡линейных алгебраических уравнений магнитной цепи по заданным «чениям МДС обмотки возбуждения, МДС продольной и поперечной ;акции якоря и магнитных сопротивлений. Если их значения неизвестны, то ^обходимо задать их предполагаемые значения, а затем уточнить их тения путем решения диаграммы Потье и режимов преобразователя етодом последовательных приближений без предварительного разложения ;зультирующего потока на гармонические составляющие.

В результате совместного решения систем уравнений, после .шолнения необходимого числа итераций для достижения заданной )чности расчета индукции в зазоре и магнитной проницаемости участков агнитной цепи определяются составляющие результирующих потоков ¡аимоиндукции полюсов комбинированного и электромагнитного

>збуждения под сбегающими (Ф'бс .-Ф5с) и набегающими (Ф'б,, .-Фбн) >аями полюсов и ЭДС обмотки якоря.

1.0

о, 0.6 0.4 0.2 0.0

С целью формирования необходимой величины поля возбуждения асинхронного и индукторного подвозбудителей, как было сказано выше, якорная обмотка возбудителя выполняется сосредоточенной с диаметральным шагом (ч=1. у=т). а воздушный зазор между полюсами и ротором выполняется равномерным. На рис.5 показано распределение индукции в зазоре, полученное в результате расчета методом удельных магнитных

сопротивлений. Для сосредоточенной якорной обмотки с полным шагом результирующая ЭДС взаимоиндукции равна алгебраической сумме ЭДС активных сторон секций, входящих в одну параллельную ветвь. По форме ЭДС взаимоиндукции повторяет во времени пространственную, близкую к ступенчато-прямоугольной, форму поля (рис.5,6). Тогда ЭДС под сбегающим и набегающим краями полюса:

Е5с=2-Се-Гв-[Ф,5с+(р/Рыз- 1)'Фбс]; Е8н=2-Се-Г1)-[Ф,5„+(р/рМ5- 1)-Фбн]; где Се'=4-а5-Нс-рМз/ав ; щ - расчетный коэффициент полюсного перекрытия СМБВ; Мс=\Уя/2р - число эффективных проводников в одном слое паза якоря; а„ - число параллельных ветвей обмотки якоря.

Выполнена оценка математической модели магнитной цепи СМБВ по результатам испытаний промышленных образцов возбудителей ВБМ-59/7-10 (1500 об/мин) и ВВБ-99/9-22 (300 об/мин.) для возбуждения дизель-генераторов СГД-99/64-4 УХЛ 2 и гидрогенераторов СВ-173/31-20. На рис.7 представлено сравнение рассчитанных характеристик холостого хода с результатами испытаний опытно-промышленных образцов возбудителя ВБМ-59/7-10.

Как видно из рис.7, расчеты выполненные по первой гармонике дали завышенные значения выпрямленного напряжения холостого хода по сравнению с экспериментом на 8% для ненасыщенного (1Вв~1нв ном) и 9% для насыщенного состояния (1вв~1вв форс) магнитной цепи. Характеристика

Рис. 5. Распределение индукции в зазоре:

а) на холостом ходу;

б) при нагрузке.

| 1' Е 1 иЛ-

о 1 л ЕтсНЕбс + Ебн)/2 Епи]~(Е5с ~~ Ебц)/2

Рис. 6.

и<,о,В |

Рис. 7.

холостого хода (рис.7) при прямоугольной форме ЭДС практически совпадает с результатами испытания образца №2 возбудителя ВБМ-59/7-10.

Во второй главе дана оценка различных подходов расчета квази-установившегося режима совместной работы СВ и вращающегося преобразователя, связанных с выбором формы ЭДС и величины ммутационного индуктивного сопротивления. Наилучшие результаты лучены при работе преобразователя от продольной составляющей зультирующей ЭДС обмотки якоря СМБВ. которая эквивалентирована ямоугольной волной, и определении величины коммутационного противления как полусуммы переходного индуктивного сопротивления по одольной оси Х'а и индуктивного сопротивления по поперечной оси Хч. кая модель наиболее адекватно отражает физические процессы объекта СВ кч фазный мостовой преобразователь.

Электрическая схема замещения СВ представлена на рис.8, где Езв -?ультирующая ЭДС обмотки якоря СВ. полученная из расчета ;ктромагнитного ядра СМБВ: Ха = Хпл + 0.5-(Хас|' +Xaq) - эквивалентное эдное индуктивное сопротивление возбудителя, где Хпл - индуктивное тротивление пазового и лобового рассеяния.

Е8. к, X впп

—(^И [-^ППГмда-

овг

Рис. 8. Схема замещения синхронного возбудителя Выпрямленное напряжение СВ определяется по внешней эактеристике 4-фазного мостового преобразователя, полученной в ¡ультате исследования и анализа режимов работы преобразователя при гании от ЭДС взаимоиндукции ступенчато-прямоугольной формы (рис.6.):

иг =--Е

П1С1

—+ Деа •(—2-ай 2 С| 2

-1-Х, ж

•Ь-2-Ди»

где ЕШС| - амплитуда ЭДС от результирующего потока по оси с/\ Деч = ч/Ещс) - относительное значение амплитуды ЭДС от результирующего ■ока по оси у, кг1- - коэффициент учета активного сопротивления; ^ -прямленный ток; дии - падение напряжения на вентиле.

Работа возбудителя на преобразователь учитывается использованием ффициентов преобразования тока и напряжения. Коэффициенты для ырехфазного преобразователя при синусоидальной форме ЭДС были естны. Полученные расчетные коэффициенты неуправляемой 4-х фазной

мостовой схемы выпрямления при ступенчатой и прямоугольной (Дес1 = 0) форме ЭДС показаны на рис.9. Р.|. ...

р.1. Ри.

СОК^, 2.5 о.е.

2.0

О '0.2 0.4 0.6 ЛЕ<,

04 0.6 ДЕЧ

16 1(1о.е.

Рис. 9.

На рис. 10 и 11 приведены характеристика короткого замыкания и нагрузочная характеристика возбудителя ВБМ-59/7-10 при эквивалентировании ЭДС прямоугольной волной. Расчетное значение тока короткого замыкания меньше экспериментального - на 11% при ненасыщенной и на 20% при насыщенной магнитной системе. В нагрузочном режиме рассчитанное значение выпрямленного тока отличается от экспериментального на -1% и 5% соответственно, значение выпрямленного

напряжения отличается на ±1%. При заданной нагрузке (иг, 1[; Яг)

погрешность по току возбуждения возбудителя составляет Д1вв Ном = 4.2%,

А1вв форс= -3.8%.

1гп. А

Обршец№2 ■ Образец №1

^ Расчет при прямоугольной форме ЭДС

1вв- А

0 5 Ю 1.1 20

Рис.10. Рис.11.

Третья глава описывает математические модели совмещенных асинхронного (АПВ) и индукторного (ИПВ) подвозбудителей и датчика тока ротора. АПВ и ИПВ реализованы внешней характеристикой статического 4-х фазного мостового преобразователя, питаемого от совмещенной якорной обмотки ПВ, размещенной в полюсах ВУ, асинхронной и индукторной составляющими ЭДС. Схема замещения совмещенных подвозбудителей

Рис. 12. К расчету фазных значений ЭДС подвозбудителя СМБВ с учетом влияния парных гармоник МДС реакции якоря; а) асинхронной составляющей; б) индукторной составляющей (ЬцП=Зи).

аналогична схеме

замещения синхронного возбудителя (рис.8),

епв = едпв + еипв- Для обеспечения гарантированного уровня форсировки во всех возможных режимах работы СМБВ был спроектирован так, что частоты ЭДС подвозбуди-телей отличаются в 2 раза: (ц=2-{л . В зависимости от соотношения амплитуд, выпрямленное напряжение ПВ определяется ЭДС АПВ или ИПВ и находится по соответствующим внешним характеристикам с учетом взаимного влияния асинхронной и индукторной составляющих ЭДС. Расчет ЭДС фаз ИПВ сводится к расчету амплитуды эквивалентной косинусоиды зубцовой составляющей поля по методу Шуйского с учетом двухсторонней зубчатости введением коэффициента К.2е. Учтено влияние насыщения зубцов индуктора на величину амплитуды основной гармоники зубцовой составляющей индукции магнитного поля (эквивалентным увеличением зазора под зубцом на величину, которая дает такое же падение магнитного напряжения, как в реальном зубце при его насыщении) введением корректирующего коэффициента.

Влияние насыщения коронок зубцов на величину амплитуды основной гармоники зубцовой составляющей индук-

ции магнитного поля учтено введением коэффициента Учтено влияние 7-й и 9-й парных гармоник МДС реакции якоря возбудителя, а также трансформаторной составляющей ЭДС в якорной обмотке подвозбудителей на амплитуду ЭДС ИПВ. Учтено влияние 5-й парной гармоники МДС реакции якоря возбудителя, а также трансформаторной ЭДС на амплитуду ЭДС АПВ. Расчет внешних характеристик ИПВ и АПВ выполнен с учетом амплитудной несимметрии фазных значений индукторной и асинхронной составляющих ЭДС подвозбудителя. Выпрямленное напряжение ИПВ:

UdH =

шИ

4 X

---ЛаИ

К

•к

гШВ ' ^сШ

■ 2 • AU в, где

ДЕи=№аи_Еьи)/(ЕаИ + Еьи) - относительное значение амплитудной несимметрии фазных ЭДС ЕтИ = л/2/2-(ЕаИ +ЕЬИ) - амплитуда ЭДС ИПВ; Хаи - индуктивное анодное сопротивление; кгщв - коэффициент учета активного сопротивления; 1<щ - выпрямленный ток; AUB - падение напряжения на вентиле. Выпрямленное напряжение АПВ определяется аналогично. Появление амплитудной несимметрии связано с размещением катушек на разных краях полюсных наконечников каждого полюса и обусловлено компаундирующим эффектом поперечной реакции якоря возбудителя при работе подвозбудителя на 4-х фазный мостовой преобразователь и взаимным влиянием 3-й и 5-й, 7-й и 9-й парных гармоник, создающих ЭДС рабочих частот подвозбудителей (рис.12). Расчет индуктивных сопротивлений схемы замещения ПВ выполнен с приближенным учетом насыщения магнитной цепи. На рис. 13, 14 приведены характеристики холостого хода ИПВ и АПВ возбудителя ВБМ-59/7-10. Характеристики, рассчитанные по упрощенным математическим моделям, дают погрешность более 29% (старая модель). Для моделей с учетом описанных выше особенностей (новая модель): характеристика холостого хода АПВ практически совпадает с экспериментом; выпрямленное напряжение холостого хода ИПВ на ненасыщенном участке характеристики меньше на 11%, а на насыщенном выше на 15%.

Udnii. В

" Образец Х«2 Образец -Vi I

\

/

Старая модель Новая модель

UdnA,B"

Старая модель

100 Образец Я? 1

1в»> А

_ Образец Кз2

Новая модель —

^вв» А

Рис. 13

Рис. 14

В четвертой главе описана математическая модель СМБВ. клгочающая основные функциональные блоки устройства. Модель предна-начена для расчета эксплуатационных режимов работы СМБВ совместно с осуждаемой машиной.

СВ рассматривается как два последовательно включенных синхронных озбудителя. один из которых имеет 2-рмз полюсов с постоянными магни-ши и числом витков обмотки якоря \Уи'Рмх/р. где: V/,, - полное число витков 5мотки якоря СМБВ на (разу, р - число пар полюсов СМБВ, а другой имеет •(р-рмз) полюсов с электромагнитным возбуждением и число витков якоря /»•(Р-Р^УР- ЭДС СВ получена как сумма ЭДС двух последовательно вклю-енных возбудителей. Выпрямленное напряжение возбудителя иг определятся по внешней характеристике 4-х фазного преобразователя ВПП при пита-ии его ЭДС прямоугольной формы с учетом влияния активного сопро-1ВЛСНИЯ обмотки якоря. ЭДС возбудителя рассчитывается на основе пред-гавления магнитной цепи возбудителя упрощенными эквивалентными ■семами замещения в осях с! и (] для минимального числа полюсов комбини-эванного и электромагнитного возбуждения с учетом несимметрии магнит-эй цепи и реакции якоря. Анодное индуктивное сопротивление преобра->вателя определяется с учетом насыщения магнитной цепи после расчета агнитной цепи на предыдущем шаге. Считаем, что обмотка возбуждения эзбудителя питается от того преобразователя (рис.1), выпрямленное напря-ение которого больше: ивв=тах(и[|пв.иШ|). Выпрямленное напряжение эеобразователя начального возбуждения и,ш определяется без учета активно сопротивления обмотки и согласующего трансформатора. Влиянием шагничивающего тока согласующего трансформатора (СТ) пренебрегаем.

В соответствии с принятыми допущениями возбудитель рассмотрен как териодическое звено первого порядка с постоянной времени Т'м. Для ;шения переходных процессов в СМБВ использован метод последова-:льных интервалов с использованием статических характеристик преобра-1вателя. На каждом интервале переходный режим рассматривается как ¡азиустановившийся с заданными значениями тока нагрузки и тока возбуж-:ния (рис.15). Приращение тока возбуждения СМБВ находится из решения 1фференциального уравнения цепи возбуждения первого порядка и гределяется следующим образом:

А1вв = (Кш-ивв^вЕ - ¡вво)-(1 - ехр(-11в1;-Д1/Ьвв)), где IV = Япп + К;в'К-ап - суммарное активное сопротивление цепи возбуждения В; Ьвв = Т'^'Квв - инд}'ктивность обмотки возбуждения возбудителя в реходном режиме; Тщ - постоянная времени возбудителя: ипп -пряжение возбуждения СВ; ¡вво - начальное значение тока возбуждения 3 на интервале Дс Явв - активное сопротивление обмотки возбуждения СВ 1И 1°=75°С ; = 2'Яве - добавочное сопротивление в цепи возбуждения; в, К;В - коэффициенты, определяющие режим управления возбуждением 3 (К.1в=1. К2В=0 - возбуждение; К.1В=0, К;В=0 - возбуждение от постоянных

а)

от СМ

Расчет статического режима

тх

Д1

1+р

X.. Я..

и.

б)

Рис. 15. Блок-схема расчета а)статического режима; б) динамического режима.

по времени опытное не возбуждения возбудителя

Кл. О

магнитов К1в'ивв=0; К1В=0, К2в=1 развозбуждение с постоянной времени Г'^/З); Д1 - длительность интервала решения.

Величина постоянной времени обмотки возбуждения возбудителя определяется либо по результатам обработки экспериментальных данных, либо может быть приближенно рассчитана как ТОВв=^ввГ^вв, гд? ЬВв -величина индуктивности обмотки возбуждения СВ в переходном режиме, приведенная к ОВВ, определяется на каждом шаге по результатам расчета магнитной цепи СВ.

Приращение тока возбуждения СМ также находится из решения дифференциального уравнения цепи возбуждения первого порядка.

После расчета режима форсировки по зависимости .11вв(0 и ЩО определяются постоянные времени и скорость нарастания напряжений Ивв и иг по ГОСТ 183-74.

Сравнение расчетной кривой процесса самовозбуждения по математической модели возбудителя СМБВ с целью оценки достоверности полученных расчетных значений выполнено по участку осциллограммы процесса самовозбуждения на холостом ходу генератора СГД-99/64-4 УХЛ2 с возбудителем ВБМ-59/7-10 и шкафом управления ШУГ-1, на которой видно, что возбудитель начинает работать в режиме самовозбуждения с момента времени 1=1.45 до момента времени 1=2.14 с. (рис.16), когда АРВ "выдает" сигнал "на форсировку". Расчетные значения тока возбуждения возбуждаемой синхронной машины (¡с), напряжения на обмотке возбуждения возбуждаемой синхронной машины (и<-) и тока возбуждения возбудителя (¡вв) показаны на рис.17 сплошной линией, опытные значения - точками и пунктирной линией. Как видно из рис. 16,17а в конце интервала времени 2.14-1.45=0.69" с. расчетное значение тока возбуждения возбудителя ¡„„ | опережает более чем на 10%. Удвоенное значение тока ¡вв достигается в эксперименте за 0.189 е.. а в

Осциллограмма опыта самовозбуждения на холостом ходу генератора СГД-99/64-4 УХЛ2 с возбудителем ВБМ-59/7-10 и шкафом управления ШУГ-1 при п=п1ЮМ=1500 об/мин с наложением результатов расчета (жирной линией)

* ЧЖЖЮФзй •¡ИлЖда.^.ш;' i t i Л I I /.......... ..iiC^'-Hitniifl'i ............ : ■. ■ ..:■: ':Vt JiM.j'.?;'i ^¿'-u,,!;.!;,,!,;,;,:/......)................ tf! J i! £ ^j,!,-, Iltiil! Г11 III 11 rtlll lit! ¡"У- г *sj KJvfAiV' r.....

• -terf I Л' \

t = 0 -» 0.42 отрицательное возбуждение возбудителя i[¡л = -0.76 А 0.03=0 А

t = 0.42 -> 1.45 ток возбуждения возбудителя i„B = 0.03=0 А АРВ выдает сигнал на "запрет": и расчетной модели ключ К|в открыт

1=1.45 —>

2.14 процесс самовозбуждения возбудителя, АРВ

выдает сигнал "на форсиров-

ку", в расчетной

модели ключи К|„ - закрыт,

1<2в -

открыт.

( = 2.14 процесс регулирования

напряжения генератора иг: в

расчетной модели ключи 1С | в открыт, К2„ - закрыт.

Рис. 16.

Участок осциллограммы опыта самовозбуждения на холостом ходу генератора СГД-99/64-4 с возбудителем ВБМ-59/7-10. С момента времени I = 1.45 до I = 2.14 АРВ "выдает" сигнал "на форсировку"

1.45

1.6225

1.795

1.9675

О I 2.14 1, С

а)

I

160

120 !

80

40

1.45

1.6225

1.795

1.9675

0

2.14 I, С

б)

а) заводская схема обмотки якоря ПВ (схема !);

б) измененная схема обмотки якоря ПВ (схема 2).

Рис. 17,- •

мете за 0.176 е., то есть на 7% быстрее. Напряжение возбуждения {ератора 1])-1 ,=214 отстает от экспериментальных данных не более чем на ). Удвоенное значение напряжение возбуждения генератора Т^ достигается жеперименте за 0.189 е., а в расчете за 0.176 е.. то есть на 7% быстрее. ;четное значение тока возбуждения генератора ¡г практически совпадает с ¡ультатами заводских испытаний, и только в конце интервала ¡г! 1=214 ггает от опытного не более чем на 10%. Удвоенное значение тока збуждения генератора ¡г достигается в эксперименте за 0.189 е., а в расчете 0.176 е.. то есть на 7% быстрее. При изменении шага интегрирования с =0.0025 с. до Д1=0.0005 с. расхождение результатов расчета в конце гервала не превышало Д1вп | ,=2 ,и=3. Ди(-1 г=2.14=2.2%. Д1|-| ю и=2.18%.

При анализе результатов следует учитывать, что 1) для данного кима работы СМЕВ нет точной информации о начальном состоянии стоянных магнитов, так как ему предшествовал режим отрицательного ¡буждения (рис.17); 2) расчет выполнялся с постоянной времени {ератора 7^0=1.87 с. определенной из осциллограммы опыта гашения поля

холостом ходу и постоянной времени возбудителя 7"<щ=0.22 с. ределенной по участку осциллограммы (рис.17), когда напряжение ¡буждения возбудителя отсутствует ивв=0 и ток возбуждения возбудителя меняется от значения ¡„„= -0.76 до ¡,ш=0.03: В протоколе по испытаниям г данных о температуре обмоток в начале и в конце эксперимента;

СМБВ работает в режиме самовозбувдения. поэтому разработанная тематическая модель обладает высокой чувствительностью к заданной шчине постоянной времени: погрешность в определении постоянной :мени возбудителя на 9.1% приводит к изменению расчетной величины 1=2.м на 24%. При определении постоянных времени синхронного [ератора и возбудителя СМБВ в результате обработки экспериментальных шых заводских испытаний погрешность может достигать значения более '/о. Однако можно считать, что результаты сравнения рассчитанных с >ющью предложенной модели параметров и характеристик СМБВ с ультатами испытаний промышленных образцов возбудителей под-:рждают достоверность теоретических моделей, показывают, что приня-г допущения приемлемы для получения достаточной для инженерной цегики точности и позволяют рекомендовать разработанные модели для шедения ускоренных предпроектных исследований ВУ на основе СМБВ.

Существуют пути увеличения быстродействия возбудителя. Время щесса самовозбуждения индукторного и асинхронного каналов буждения может быть изменено в процессе проектирования будительного устройства. Был рассмотрен один из возможных способов личения быстродействия СМБВ, когда напряжение подвозбудитсля личивается за счет напряжения источника питания АРВ и напряжения готки датчика тока ротора. На рис.176 приведено сравнение результатов чета режима самовозбуждения генератора на холостом ходу при

Расчет установившегося номинального режима работы возбудителя ВБМ-59/7-10 вместе с возбуждаемым генератором СГД-99/64-4 по предлагаемой математической модели

Рис. 18.

Расчет форсировочного режима работы возбудителя ВБМ-59/7-10 вместе с возбуждаемым генератором СГД-99/64-4 по предлагаемой математической модели

200

150

100

В. А

I/.A

Установившийся номинальный режим

г-0 - начало режима форснровкн iv=Uf нсм

Скорость нарастання напряжения возбуждения возбудителя - VM- 6.031 o.e. Номинальная скорость нарастания выходного напряжения возбудителя • VH - 5.9$ о.е./с, определена в соответствии с ГОСТ 1S3-74.

Рис. 19.

тономной работе для двух вариантов схем якорной обмотки «возбудителя: "схема 1" - применяемая в настоящее время на заводе 'ралэлектротяжмаш"; "схема 2" - предлагаемая схема с целью увеличения кггродействия. Из сравнения (рис.176) видно, что при этом способе еличения быстродействия СМЕВ ("схема 2"), т.е. увеличении напряжения «возбудителя в начальной точке ( = 1.45 с. с 8.6% от номинального ачения до 67%. скорость нарастания напряжения возбуждения генератора ■на этом участке возрастает с 6.3 В/с. до 15.43 В/с. т.е. в 2.45 раза.

Существуют и другие способы увеличения быстродействия СМБВ без ществснного изменения затрат материалов на ВУ: 1). Увеличение напряже-[я и мощности подвозбудителя за счет выполнения шага катушки якоря «возбудителя укпв = ти вместо укпв = 3-ти и увеличения числа катушек на ;ном полюсном делении в три раза. 2). Увеличение напряжения подвозбу-пгеля за счет увеличения числа пар полюсов с комбинированным возбужде-[ем и размещения на их полюсных наконечниках якорных обмоток «возбудите ля.

На основе разработанной математической модели реализован алгоритм разработан комплекс программ для расчета эксплуатационных режимов *ЛБВ. параметров и характеристик магнитной цепи с учетом реакции якоря збудителя (рис.15а). Разработанный алгоритм использован как базовый для счета установившихся и переходных процессов (рис. 18,19) збудительного устройства (рис.156). Математическая модель применима я расчета статических и динамических эксплуатационных режимов работы >ДБВ: холостой ход, нагрузка, короткое замыкание, режима при 1ВВ=0 для енки источника питания АРВ и начального возбуждения, режима рицательного возбуждения, режима самовозбуждения при Г|- =0 с целью ределения времени процесса самовозбуждения от 1вв=0 до 1вв=1вв форс-, жима форсировки. Модель позволяет дать оценку номинального и >рсировочного тока, величины тока отрицательного возбуждения, уровня фсировки. скорости нарастания напряжения и регулировочных свойств збудителя.

Заключение

Разработана математическая модель и программа для расчёта гановившихся режимов работы СМБВ с учётом реакции якоря, линейности и несимметрии магнитной системы возбудителя на основе едставления магнитного ядра машины в виде взаимосвязанных вивалентных схем замещения, выполненной в осях с! и (] для минимального ела полюсов комбинированного и электромагнитного возбуждения, .¡полнена оценка математической модели.

Получены внешние характеристики и расчетные коэффициенты еобразования токов и напряжений неуправляемой четырехфазной стовой схемы выпрямления при питании от источника ЭДС прямоугольно-/пенчатой формы. В программе реализованы математические модели гырехфазного мостового преобразователя при питании от источника ЭДС

синусоидальной, прямоугольно-ступенчатой и прямоугольной формы. Выполненные исследования кваз«установившихся режимов совместной работы СВ и вращающегося преобразователя, показали, что эквивалентирование реальной формы ЭДС прямоугольной формой дает результат, который ближе к результатам эксперимента.

3. Выполнен учет влияния асинхронной составляющей ЭДС зубцового порядка на результирующую амплитуду и фазу ЭДС ИПВ, влияние трансформаторных составляющих ЭДС в якорной обмотке подвозбудителей на результирующую ЭДС АПВ. Выполнена оценка предложенной математической модели по характеристикам холостого хода подвозбудителей. По предложенной математической модели, учитывающей описанные выше особенности, получены расчетные результаты, которые "лежат" ближе к эксперименту, чем результаты, полученные без учета этих особенностей.

4. Разработанный программный комплекс позволяет исследовать влияние несимметрии и степени насыщения магнитной цепи СМБВ на распределение потоков в магнитной системе возбудителя, оценить влияние параметров магнитов, а также элементов их крепления на величину форсировочного напряжения СМБВ, провести исследования взаимодействия 3-й и 5-й, 7-й и 9-й парных гармоник реакции якоря при работе подвозбудителей. Комплекс дает возможность сократить время предпроектных исследований и расчета эксплуатационных характеристик СМБВ, сохраняя точность на уровне инженерных методик, позволяет выполнить синтез параметров при разработке новых совмещенных ВУ. Разработанные математическая модель и программа позволяют проводить исследования эксплуатационных режимов работы СМБВ: холостой ход, нагрузка, короткое замыкание, режим при 1вв=0 для оценки источника питания АРВ и начального возбуждения, режим отрицательного возбуждения, самовозбуждение, форсировка. Модель позволяет определить уровень и скорость нарастания напряжения, оценить регулировочные свойства возбудителя. Выполнена оценка математической модели по результатам заводских испытаний.

5. Удовлетворительные результаты сравнения рассчитанных с помощью предложенной модели параметров и характеристик СМБВ с результатами испытаний промышленных образцов . возбудителей подтверждают достоверность теоретических выводов, показывают, что принятые допущения приемлемы для получения достаточной для инженерной практики точности и позволяют рекомендовать разработанные модели для проведения ускоренных предпроектных исследований ВУ на основе СМБВ.

По теме диссертации опубликованы следующие работы: 1. Математические модели магнитной цепи совмещённого многофункционального бесщёточного возбудителя / В.И. Денисенко, А.Т. Пластун, A.A. Пульников, О.П. Митрофанов. А.Н. Мойсейченков // Тезисы

пел. II Международной конференции по электромеханике и ектротехнологии. ч.1. Украина. Крым, 1996. С.210.

Расчет электромагнитного ядра совмещенного многофункционального сщеточного возбудителя по упрощенной схеме замещения / Денисенко И., Кичигин В.Н., Пластун А.Т., Мойсейченков А.Н. // Вопросы вершенствования электротехнологического оборудования и электро-хнологий. Сб. Науч. Трудов Вып.2. Екатеринбург: УГТУ. 1997. С. 227-234.

Денисенко В.И.. Кичигин В.Н.. Пластун А.Т.. Мойсейченков А.Н. и др. атематическая модель для расчета эксплуатационных режимов нетради-юнно совмещенного бесщеточного возбудителя // Электромеханические мплексы и системы управления ими. Уфимский государственный иационный технический университет. Уфа. 1998. С.21-25.

Математическая модель нетрадиционно совмещенного гогофункционального бесщеточного возбудителя для исследования [намических режимов/ Денисенко В.И.. Кичигин В.Н.. Пластун А.Т., ойсейченков А.Н. и др. // Тезисы докл. III Между народной конференции по ектромеханике и электротехнологиям, Москва, Клязьма. 1998. С.247-248.

Новые дизельные электростанции / В.И. Денисенко А.Т. Пластун. О.П. итрофанов. В.Н. Кичигин. А.Н. Мойсейченков и др. // Тезисы докладов учно-практического семинара на международной выставке "Уралэкология-: 9-10 апреля 1998г." Екатеринбург. 1998. С. 179.

Математическая модель нетрадиционно совмещенного югофункционального бесщеточного возбудителя для исследования сплуатационных режимов/ Денисенко В.И.. Кичигин В.Н.. Пластун А.Т.. эйсейченков А.Н.// Тезисы докл. 4th International conference on UEES. Petersburg, Russia, June 21-24 1999. C.316-321.

Денисенко В.И.. Кичигин В.Н., Пластун А.Т.. Мойсейченков А.Н. Расчет рактеристшш холостого хода индукторного подвозбудителя совмещенного югофункционального бесщеточного возбудителя по упрощенной схеме нещения возбудителя // Электрические машины и электромашинные ^гемы / Перм. гос. техн. ун-т. Пермь. 1999. С. В.И. Денисенко. А.Т. Пластун, О.П. Митрофанов. А.Н. Мойсейченков и Программа поверочного расчета магнитной цепи СМБВ для рсональных ЭВМ. Разработка методики поверочного электромагнитного :чёта совмещенного многофункционального бссщеточного возбудителя: >: Отчёт по НИР/ Уральский государственный технический университет; к. В.И. Денисенко. Екатеринбург. 1996. 83 с. В.И. Денисенко. А.Т. Пластун. О.П. Митрофанов. А.Н. Мойсейченков и Методика поверочного электромагнитного расчёта совмещённого много нкционального бесщеточного возбудителя: Том 1. Отчёт по НИР/ альский государственный технический университет; рук. В.И. Денисенко, атеринбург. 1996. 87 с. В.И. Денисенко. А.Т. Пластун, О.П. Митрофанов, А.Н. Мойсейченков и Примеры расчетов режимов совмещенного многофункционального

бесщеточного возбудителя. Разработка методики поверочного электромагнитного расчета совмещенного многофункционального бесщеточного возбудителя. Том 2. Отчет о НИР./Уральский государственный технический университет; рук. В.И. Денисенко. Екатеринбург, 1996. 235 с.

ВЕДЕНИЕ

1. Тенденции развития современных бесщеточных систем озбужденния

2. Устройство и принцип действия совмещенного ногофункционального бесщеточного возбудителя (СМЕВ)

3. Особенности математического моделирования лектромагнитных процессов СМБВ

4. Постановка задачи разработки математической модели овмещенного многофункционального бесщеточного возбудителя ля расчета эксплуатационных режимов работы комплекса енератор - возбудитель»

РАСЧЕТ МАГНИТНОЙ ЦЕПИ СОВМЕЩЕННОГО

МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНОГО БЕСЩЕТОЧНОГО

ЮЗБУДИТЕЛЯ

1. Схема замещения магнитной цепи для расчета магнитной арактеристики СМБВ в осях й? и д на минимальное число полюсов )мбинированного и электромагнитного возбуждения

1.1. Исходные допущения

1.2. Моделирование МДС в математической модели агнитной цепи СМБВ в осях й ид

1.3. Участки магнитной цепи

1.4. Математическая модель магнитной цепи полюсов

1 ектромагнитного возбуждения

1.5. Математическая модель магнитной цепи полюсов »мбинированного возбуждения

2. Расчет магнитной цепи СМБВ по упрощенным емам замещения

3. Подход к расчету индуктивных сопротивлений и ЭДС инхронного возбудителя

3.1. К расчету проводимостей и коэффициентов асыщения магнитной цепи

3.2. К расчету параметров обмоток синхронного возбудителя

3.3 Расчет ЭДС обмотки якоря по первой гармонике поля в зазоре

3.4 Расчет ЭДС обмотки якоря ступенчатой и прямоугольной формы

4. Оценка математической модели магнитной цепи

РАБОТА ВОЗБУДИТЕЛЯ ПРИ НАГРУЗКЕ

1. Электромагнитные процессы в явнополюсном синхронном озбудителе при нагрузке. Векторная диаграмма напряжений

2. Электромагнитные параметры и режимы работы 4-х фазного юстового преобразователя при ступенчатой форме напряжения итания

2.1. Основные допущения. Качественная картина работы реобразователя

2.2. Работа преобразователя при прямоугольно-ступенчатой рорме ЭДС

2.3. Внешняя характеристика

2.4. Коэффициенты преобразования тока и напряжения

3. Оценка различных подходов к расчету квазиустановившегося »ежима совместной работы СВ и вращающегося преобразователя, ¡вязанных с выбором формы ЭДС и величины коммутационного шдуктивного сопротивления МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ИНДУКТОРНОГО И АСИНХРОННОГО ПОДВОЗБУДИТЕЛЕЙ НЕТРАДИЦИОННО

ВМЕЩЕННЫХ С ВОЗБУЖДАЕМОЙ МАШИНОЙ

1 Физические условия и особенности работы ВУ

2. Определение основной зубцовой гармоники индукции агнитного поля СМБВ

2.1. Расчет первой гармоники зубцовой составляющей индукции

2.2. Учет влияния второй зубчатости и насыщения коронок бцов якоря на величину зубцовой гармонической составляющей

2.3. Учет насыщения зубцов индуктора

3. Расчет индукторной составляющей ЭДС ПВ

3.1. Расчет индукторной ЭДС вращения

3.2. Учет влияния гармоник поля реакции якоря зубцового порядка

3.3. Расчет пульсационной составляющей индукторной ЭДС

3.4 Определение результирующей индукторной ЭДС с учетом таяния парных гармоник поля реакции якоря зубцового порядка

4. Асинхронная составляющая ЭДС катушки фазы совмещенного одвозбудителя

5. Определение внешних характеристик

5. Оценка математических моделей индукторного и асинхронного □двозбудителей нетрадиционно совмещенных с возбуждаемой ашиной

МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ СМБВ ДЛЯ РАСЧЕТА КСПЛУАТАЦИОННЫХ РЕЖИМОВ РАБОТЫ СМБВ ОВМЕСТНО С ВОЗБУЖДАЕМОЙ СИНХРОННОЙ [АШИНОЙ

1. Математическая модель СМБВ для расчета статических сжимов работы

2. Математическая модель СМБВ для расчета динамических зжимов работы

3. Оценка математической модели СМБВ для расчета динамических сжимов работы СМБВ совместно с возбуждаемой синхронной ашиной

1Л. Результаты расчетов режимов совместной работы синхронного чзнератора СГД-99/64-4 с возбудителем ВБМ-59/7

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Разработана математическая модель и программа для расчёта установившихся режимов работы СМБВ с учётом реакции якоря, нелинейности и несимметрии магнитной системы возбудителя на основе представления магнитного ядра машины в виде взаимосвязанных эквивалентных схем замещения, выполненной в осях d и q для минимального числа полюсов комбинированного и электромагнитного возбуждения. Выполнена оценка математической модели.

Получены внешние характеристики и расчетные коэффициенты преобразования токов и напряжений неуправляемой четырехфазной мостовой схемы выпрямления при питании от источника ЭДС прямоугольно-ступенчатой формы. В программе реализованы математические модели четырехфазного мостового преобразователя при питании от источника ЭДС синусоидальной, прямоугольно-ступенчатой и прямоугольной формы. Выполненные исследования квазиустановившихся режимов совместной работы СВ и вращающегося преобразователя, показали, что эквивалентирование реальной формы ЭДС прямоугольной формой дает результат, который ближе к результатам эксперимента.

Выполнен учет влияния асинхронной составляющей ЭДС зубцового порядка на результирующую амплитуду и фазу ЭДС ИПВ, влияние трансформаторных составляющих ЭДС в якорной обмотке подвозбудителей на результирующую ЭДС АПВ. Выполнена оценка предложенной математической модели по характеристикам холостого хода подвозбудителей. По предложенной математической модели, учитывающей описанные выше особенности, получены расчетные результаты, которые "лежат" ближе к эксперименту, чем результаты, полученные без учета этих особенностей.

Разработанный программный комплекс позволяет исследовать влияние несимметрии и степени насыщения магнитной цепи СМБВ на распределение потоков в магнитной системе возбудителя, оценить влияние параметров магнитов, а также элементов их крепления на величину форсировочного напряжения СМБВ, провести исследования взаимодействия 3-й и 5-й, 7-й и 9-й парных гармоник реакции якоря при работе подвозбудителей. Комплекс дает возможность сократить время предпроектных исследований и расчета эксплуатационных характеристик СМБВ, сохраняя точность на уровне инженерных методик, позволяет выполнить синтез параметров при разработке новых совмещенных ВУ. Разработанные математическая модель и программа позволяют проводить исследования эксплуатационных режимов работы СМБВ: холостой ход, нагрузка, короткое замыкание,

174 режим при 1ВВ=0 для оценки источника питания АРВ и начального возбуждения, режим отрицательного возбуждения, самовозбуждение, форсировка. Модель позволяет определить уровень и скорость нарастания напряжения, оценить регулировочные свойства возбудителя. Выполнена оценка математической модели по результатам заводских испытаний.

Удовлетворительные результаты сравнения рассчитанных с помощью предложенной модели параметров и характеристик СМБВ с результатами испытаний промышленных образцов возбудителей подтверждают достоверность теоретических выводов, показывают, что принятые допущения приемлемы для получения достаточной для инженерной практики точности и позволяют рекомендовать разработанные модели для проведения ускоренных предпроектных исследований ВУ на основе СМБВ.

1. Веников В. А. Переходные электромеханические процессы вэлектрических системах. М.: Высшая школа, 1970. 472 с.

2. Веников В.А. и др. Сильное регулирование возбуждения. / Герценберг

3. Г.Р., Совалов С.А., Соколов Н.И. ГЭИ, 1963. 152 с.

4. Пластун. А.Т., Бреев В.Н., Сиунов Н.С., Клейман И.Л., Лапаев К.В. и др.

5. Устройство для бесщёточного возбуждения синхронной машины. Авт.свид. № 332549.

6. А.Т.Пластун. Бесщеточные совмещенные возбудительные устройства синхронных машин (Обобщение теории, разработка и применение): Дисс. на соис. уч. степени докт. технич. наук. Свердловск. УПИ. 1985. 569 с.

7. Терзян А.А., Сукиасян Г.С. К определению магнитных полей численными методами. Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт, 1977, №5, с. 115-121.

8. Денисенко В.И. К расчёту магнитной проводимости воздушного зазора при двухсторонней зубчатости бесщёточных совмещённых возбудителей // Там же. С.208-209.

9. Митрофанов О.П. Влияние двухсторонней зубчатости на распределение магнитного поля в воздушном зазоре СМБВ. Дисс. на соиск. Уч. Ст. к. т. н., Екатеринбург, 1999. 185 с.

10. Иванов-Смоленский A.B. Электрические машины. М.: Энергия, 1980. 928 с.

11. Вольдек А.И. Электрические машины. JL: Энергия, 1974. 840 с.

12. Теоретические основы электротехники / Под ред. П.А. Ионкина Т.1. М.: Высшая школа, 1976. 544 с.

13. ГОСТ 17809-72 Материалы магнитотвердые литые. Марки и технические требования. Введен с 01.01.73. М.: Издательство стандартов, 1973.

14. Постоянные магниты. Справочник. / Альтман А.Б., Герберг А.Н., Гладышев П.А. и др.; Под ред. д.т.н. проф. Пятина Ю.М. М.: Энергия, 1980. 488 с.

15. Преображенский A.A., Бишард Е.Г. Магнитные материалы и элементы. М: Высшая Школа, 1986. 352 с.

16. Мишин Д.Д. Магнитные материалы: учебное пособие для вузов. М.: Высшая школа, 1991. 383 с.

17. Магнитные материалы. Суказов. Э.А., Богачёв Ф.А., Начинков А.Д. Д.: Издательство Ленинградского Университета. 1974г. 122 с.

18. Делекторский Б.А., Тарасов В.Н. Управляемый гистерезисный привод. -Москва.: Энергоатомиздат, 1983. 128 с.

19. Буткевич и др. Задачник по электрическим аппаратам: Учеб. Пособие для вузов по спец. "Электрические аппараты"/ Г.В. Буткевич, В.Г. Дегтярь, А.Г. Сливинская. М.: Высшая школа, 1987. 232 с.

20. Т.А. Татур Основы теории электрических цепей (справочное пособие): М: Высшая Школа, 1980. 271 с.

21. Г. Корн, Т. Корн. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М.: «Наука», 1977. 832 с.

22. Возбудитель бесщёточный ВБМ 59/7-10 УХЛ 2 для синхронного дизель-генератора СГД-99/64-4 УХЛ 2. Протокол испытаний опытного образца./ ЭКБ ОАО УЭТМ: Рук. Тарифов Р.Б. ОБП. 129.474., 1994. 83 с.

23. Толстов Ю.Г., Мосткова Г.П., Ковалев Ф.И. Трехфазные силовые выпрямители, управляемые дросселями насыщения. М.: Изд. АН СССР, 1963. 175 с.

24. Бут Д.А. Бесконтактные электрические машины. М.: Высш. Шк., 1990. 416 с.

25. Генратор синхронный трехфазный типа СВ-173/31-20 УХЛ4. Приемочные испытания головного образца на заводском испытательном стенде. Отчет технический. ОБП. 121.429, 1996 г. 112 с.

26. Бут Д.А. Основы электромеханики. М.: Изд-во МАИ, 1996. 468 с.

27. Глебов И.А. Системы возбуждения синхронных генераторов с управляемыми преобразователями. М.: Изд-во АН СССР, 1960. с.

28. Глинтерник С.Р. Электромагнитные процессы и режимы мощных статических преобразователей. Л.: Изд-во АН СССР. 1968, 308 с.

29. Денисенко В.И., Митрофанов О.П., Пластун А.Т., Пульников А.А. К расчету ЭДС индукторного подвозбудителя совмещенного многофункционального возбудителя с учетом двухсторонней зубчатости // Перм. гос. техн. ун-т. Пермь, 1998. С.

30. Экспериментальное исследование ЭДС якорной обмотки ИВ, вынесенной в воздушный зазор/Денисенко В.И., Бармин O.A., Пластун А.Т., Пульников А.А.//Депонирована в Информэлектро 07.01.83. за № 30 ЭТ-Д/83.

31. Выбор структуры якорной обмотки совмещённого ИВ/Денисенко В.И., Бармин O.A., Пластун А.Т., Хорошилова Н.И., Мартынов В.А. // Депонирована в Информэлектро 28.11.84. за № 288 ЭТ-Д/84.

32. Шуйский В.П. Расчёт электрических машин. М.: "Энергия", 1968. 732 с.

33. Важнов А.И. Переходные процессы в машинах переменного тока. JL: "Энергия". Ленингр. Отд-ние, 1980. 256 с.

34. Постников И.М. Обобщенная теория и переходные процессы электрических машин. М.: высшая школа, 19975. 319 с.

35. Глебов И.А. Системы возбуждения мощных синхронных машин. JL: "Энергия", 1979. 316 с.

36. ГОСТ 183-74 Машины электрические вращающиеся. Общие технические условия. Взамен ГОСТ 183-66. Введен с 01.01.76. М.: Издательство стандартов, 1993.

37. ГОСТ 21558-88 Система возбуждения турбогенераторов, гидрогенераторов и синхронных компенсаторов. Общие технические условия. Введен с 01.01.90. М.: Издательство стандартов, 1988.

38. Д.В.Локшин и др. Исследования динамических режимов работы синхронного генератора СГД-99/64-4 с совмещённым многофункциональным бесщеточным возбудителем типа ВБМ-59/7-10 / Ю.И.Гольмаков, А.Е.Шелепов, В.И.Денисенко, Ю.А.Онучин,

39. В.Н.Кичигин, А.Т.Пластун // Вестник Уральского государственного технического университета "Современные проблемы энергетики, электромеханики и электротехнологии". 4.2: Электромеханика и электротехнология/.-Екатеринбург: Урал.ГТУ, 1995. С. 155-162.

40. Генератор синхронный дизельный типа СГД-99/64-4 УХЛ 2 с бесщёточным возбудителем ВБМ-59/7-10 УХЛ 2 и шкафом управления ШУГ-1. Испытания опытного образца на заводском испытательном стенде. Протокол технический. ОБП. 129. 478., 1993. с. 19.

41. Генератор синхронный дизельный типа СГД-99/64-4 УХЛ 2 с бесщёточным возбудителем ВБМ-59/7-10 УХЛ 2 и шкафом управления ШУГ-1. Приёмочные испытания опытного образца на заводском испытательном стенде. Отчёт технический. ОБП. 121.409., 1994. 111 с.

42. Индуктивное сопротивление рассеяния обмотки якоря возбудителя} Ksb:=Xplk+Xd;

43. Индуктивные сопротивления реакции якоря по продольной ипоперечной осям} Kdb:=Xadb+Xsb; Xqb:=Xaqb+Xsb;пё;госескне МГМшСЕ;т {Расчет схемы замещения магнитной цепи СМБВ}

44. Магнитные сопротивления и эквивалентные источники МДС учасков :агнитной цепи в части полюсов комбинированного возбуждения.} Активный слой}

45. Магнитное сопротивление первого зубцового слоя якоря под сбегающим и абегающим краями}1иг11С1:=1тМи(з12,0.5,Ь2т,В21кС1,Ьра211^1101);

46. ПкС1:=1+кра1*тО/тиг11С1; 1С1:=2*гг11/(тиг11С1*ШкС1);1и711Н1:=1тМи(812,0.5,Ь2т,В21кН1,Ьраг11,Рг11Н1);

47. ПкН1 :=1+кра1*т0/ти211Н1; 1/(ти211Н1*ШкН1);

48. Второй зубцовый слой якоря:}1иг12С1:=1тМи(812,0.5,Ь2ш,Вг1кС2,Ьраг12,р212С1);

49. ПкС2:=1+кра2* тО/ти212С1; Кг12С1:=2*гг12/(тиг12С1*ШкС2);шZ12Hl:=linMu(st2,0.5,b2m,BZlkH2,hpazl2,Fzl2Hl);

50. Магнитное сопротивление части полюсного наконечника в радиальномвправлении под сбегающим и набегающим краями}шРЫС 1 :=ИпМи(814,0.5,Ь2т,ВРЫС 1 Дгср.РрпС 1): ЯрпС 1 :=2*грп/пшРКС 1;гшРИН 1 :=ИпМиф4,0.5,Ь2т,ВРШ 1 ,Ьср,РрпН 1); ЯрпН 1 :=2*грп/тиРШ 1;

51. Магнитное сопротивление сердечника полюса}пиРММ1:=НпМи(815,0.5,Ь2т,ВРММ1,(Ьт+0.5*Ьср-Ш8),Рртт1);ртт 1 :=гртт 1/тиРММ 1;

52. Магнитные сопротивления схемы замещения в части полюсов нектромагнитного возбуждения}

53. Ме1гтС 1 :=&г 11С1 12С1+2 *Кае1+Кг2С 1 +ЯрпС 1;1с1е1гтН 1 11Н1+11212Н 1+2*Кс1е1+;Е1г2Н И-ЯрпН 1;

54. Суммарное сопротивление активной зоны}

55. МеЬт 1 :=Кае1гтС 1 *Кс1е1гтН 1 /(КЛе^тС I +Кёе12т1 II);

56. Результирующее сопротивление полюса}1сс1е1т 1:=Яртт 1 +Яс1е1т;

57. Результирующее сопротивление ярма индуктора между полюсами ;омбинированного и электромагнитного возбуждении} 1ск: =Яск 1 +Яск2;

58. Результирующее сопротивление ярма индуктора между полюсамилектромагнитного возбуждения потоку 0.5*ФёЫ8>ФВз}1. N8: =^N81+^N82;потоку Фс1-0.5*ФсШ8+ФВ5}х:=Кс1+Яс2;

59. Результирующее сопротивление ярма якоря} ¡.аИ 8: =Яак 1 +Яак2; потоку Ф(1-0.5*ФёН8} 1а:=Яа1+Яа2;

60. Определение потоков и индукций участков в части полюсов комбинированного возбуждения}ш:=11тЫ8+И1; Кпэ::=2*КтЫБ/Ыпв; Кст1:=2*КтЫ8+2*Ксде1т1+Кск;хтЫБ: =Кст 1 -Кпб*ЛтЫ8; КЬз1§1:=КЬ81^(КстЫ8+КЬ81§);

61. Ае\гт: =2 *RdelzmC 1 /(ЯёектС 1 +КёектН 1);р 1 :=(р-рп8)/(4*рп8); Кр2:=(р+рп8)/(4*рш); КрЗ:=(р-3*рп8)/(4*рпз);ас:=Кр2*КаМ8+Кр1*(Ка+Кс)+КрЗ*11сК8;ектС 1 -=¥г 11С 1+¥г 12С 1+Рг2С 1 +БрпС 1;

62. МгтН 1: =Рг 11Н112Н1+Рг2Н 1 + РрпН 1;сёе1т1:=Рртт1; РаШ:=Рак1+Рак2; Рск:=Рск1+Рск2; Рс^-РсШНРс^;с:=Рс1+Рс2; Ра:=Ра1+Ра2; Рт:=-Рп8-Рз1§К8;1. Ь:=\уЬ*1Ь;я 1: =2* ^-^-РёектС 1 +Кр 1 * (Ра+Рс)-Кр2 * РаШ

63. Кр 1 *(Ка+Кс)*Рс1е1-КрЗ *Рс№+(Кр 1 *Кс-КрЗ *ЯсМ8)*РЬ81в); д 1: =2*Faq-FdelzmC 1 +РёектН 1;

64. Ьт:=2*РЬ-2*РЬ*(1-КЬ81§1)/КЬ81§1-2*Рп8-2*Рсёе1т1-2*Рск; Результирующий поток в зазоре}delNSKKbsigl*Fbm-KJls*Kbslgl*Fm+Fdql-Kdelzm*Fql)/

65. Rac+Kdelzm*RdelzmHl+RcmNS*Kbsigl); Магнитные потоки в зазоре под сбегающим краем полюса} delC 1 :=(Kdelzm*Fql+Kdelzm*RdelzmH 1 *РаеШ8)/(2:*RdelzmC 1); под набегающим краем полюса} ае1Н1:=Рс!еШ8-Рс1е1С1;

66. Поперечный поток в пределах одного полюса} aql:=(PdelCl-PdelHl)*0.5;

67. Среднее значение индукции в пределах расчетной полюсной дуги под эегающим и набегающим краями}аеШ8С~2*Рёе1С 1/(Ьае1*Ие1); Вае1Ы8Н:=2*Рёе1Н1/(Ъёе1*Ше1);

68. Первый зубцовый слой якоря}

69. Вг1кС1:=ВёеШ8С*Йа1/кИкС1-кра1* тО*р211С1/(кПкС1*Ьраг11); В21кН1:=ВаеШ8Н*1йаШ1кН1-кра11,!тО*Рг11Н1/(к11кН1*Ьра211); {Второй зубцовый слой якоря}

70. Вг1кС2:=ВёеШ8С*к1а2/к11С2-кра2*т0*Рг12С/(к11С2:,:11ра212); В21кН2:НВде1ШН*ка2/ШН2-кра2*т0*Рг12Ш(ШН2*11ра212); {Зубцовый слой индуктора}

71. Вг2С1:=ваеШ8С*1йр/к12С-крр*тО*р72С/(к12С*Ьра22);

72. Вг2Н 1 :=ВёеШ8Н*кф/ШН-крр*тО*р22Н/(к12Н*11раг2);

73. Поток ярма якоря между полюсами}

74. РаЫ8:=0.5*Р<1еШ8; Ра:=Рёе1-РаК8;

75. Индукции ярма между полюсами потоку Фа^}1. За2:=РаИ8/8а1;потоку Фа}1. За1:=Ра/8а1;под полюсами комбинированного возбуждения} Зат2:=РаЖ8ат;под полюсами электромагнитного возбуждения} Заш1 :=Ра/8ага;

76. Поток ярма якоря между полюсами электромагнитного возбуждения}3a:=Pdel-0.5*PdelNS;1. Индукции между полюсами}3al:=(Bal+Pa/Sal)*0.5;под полюсами}3aml:=(Baml+Pa/Sam)*0.5;

77. Поток ярма индуктора между полюсами электромагнитного возбуждения}с: =Pdel+Pbsig-0.5 *PdelNS;

78. Индукция индуктора между полюсами}3cl:=(Bcl+Pc/Sa2)*0.5;над полюсами}cm 1: =(В cm 1 +Pc/S cm) * 0.5;ind;rocedure EMF; kgin

79. Расчет ЭДС и параметров возбудителя в номинальном режиме}

80. Суммарная эквивалентная проводимость поперечному потоку}1 aqS :=2 * (Р aq 1 +(p-pns )/pns * Р aq)/(F aq * kfq);

81. ЭДС обмотки якоря и ее составляющие}1. Продольная ЭДС зазора}ideld:=Ce*fb*(PdelNS+Pdel*(p-pns)/pns)/kfd;

82. ЭДС зазора от поперечного потока}idelq:=Ce*fb*(2*Paql+2*Paq*(p-pns)/pns)/kfq;del:=Sqrt(Sqr(Edeld)+Sqr(Edelq)); Ufo:=8/Pi*Edel;f (TypeEMF='rrecr) or (TypeEMF='recl') thenegin //Для прямоугольной формы ЭДС

83. ЭДС под сбегающим краем полюса}klelC:=2*Ce*fb* (PdelC 1 +(p/pns-1) * P delC);

84. ЭДС под набегающим краем полюса}idelH:=2*Ce*fb*(PdelHl+(p/pns-l)*PdelH);

85. Амплитуда ЭДС прямоугольной формы по продольной оси}md:=0.5*(EdelC+EdelH);

86. Амплитуда ЭДС прямоугольной формы по поперечной оси} mq: =0.5* (EdelC-EdelH); Eq:=Emq/Emd; Ufo:=2*Emd; nd;190

87. Полное индуктивное сопротивление обмотки возбуждения} ЬЬ:=СхЬ *1Ь8*ХЬЬа:=ХЬЬ*кВВ;

88. Индуктивное сопротивление рассеяния ОВВ, приведенное к якорю} :ЪЬ8а:=ХЬЬа-Хас1Ь;

89. Коэффициент насыщения по продольной оси щя полюсов электромагнитного возбуждения} ".тёет:=(р-рп8)/рп5*1ааЬ/1асШМ;

90. Коэффициент насыщения по продольной оси для полюсов комбинированного озбуждения}рт: =РП8*ЯшМ8; РёеШ 8:=Р<1еШ 8 * 11с1е1; Ктс1рт:=(ЕЬ-Рас1-Рп8)/Рс1е1Ы8;

91. Результирующий коэффициент насыщения по продольной оси} .шс1: =р* 1ас1Ь/(1 ас!ЕМ+1ас1Н 8);

92. Результирующий коэффициент насыщения по поперечной оси} . : =р *1адЬ/(рш *1ац8);пё;1. ЕСТЫ1. N0.