294 295
второй - используются "точные" схемы замещения синхронной
машины, учитывающие реальные контуры демпферной обмотки
[39] (см. § 1.2). В обеих моделях ПЧ рассматривается как
устройство с неизменной топологической структурой.
19.2.1. Добавочные потери в обмотке якоря
а) Добавочные потери в обмотке якоря при отсутствии
пульсаций входного тока инвертора
Из-за несинусоидального характера тока якоря вентильного
двигателя в его якорной обмотке будут выделяться добавочные
потери.
Произведем оценку этих потерь, предполагая, что пульсации
тока во входной цепи инвертора отсутствуют.
В этом случае ток якоря будет иметь форму криволинейных
трапеций, разделенных бестоковой паузой (рис. 1.22).
Гармонический состав такого тока рассмотрен в § 1.6.
При пренебрежении поверхностным эффектом в лобовых
частях обмотки, а также в элементах ее, расположенных в
радиальных вентиляционных каналах, добавочные потери в
относительных единицах будут равны:
1
2
16
16
2
16
16
а
1
1
1
1
1
1П
s
s
sr
s
sr
a
a
k
a
k
r
, (19.1)
где
a
r
- сопротивление фазы обмотки якоря постоянному току;
16 s
a - амплитудные коэффициенты разложений кривой тока якоря
в тригонометрический ряд;
16 sr
k
– коэффициент увеличения
потерь в пазовой части обмотки для соответствующей
гармонической;
bnl
ввл
;
здесь
л
l - длина лобовой части полувитка обмотки якоря;
в
b ,
в
n -
ширина и число радиальных вентиляционных каналов; l - длина
сердечника якоря без вентиляционных каналов.
рабочих величин в тригонометрические ряды Фурье. Возможны
два принципиальных подхода к такому разложению. В первом из
них форму периодической кривой выходной величины статического
преобразователя частоты (ПЧ) полагают известной, в том числе
с учетом ее коммутационных особенностей и влияния
сглаживающего фильтра (считают, например заданной форму
выходного напряжения (тока) в инверторах напряжения (тока)).
Указанный учет требует знания только сверхпереходных
параметров источника питания и нагрузки ПЧ. Второй подход
предполагает расчет с необходимой точностью периодических
кривых входа и выхода ПЧ на основе его математического
моделирования аналитическими или численными средствами. При
этом частотно-зависимые параметры роторных обмоток
вычисляются на частоте основной из высших гармонических. На
следующих этапах расчета существенных различий между этими
подходами нет: определяются конечный ряд гармонических
составляющих рабочих величин, параметры обмоток и
электропроводящих стальных участков магнитной цепи с учетом
эффекта вытеснения тока для каждой гармонической.
Дополнительные потери в проводниках и стали сердечников
находятся раздельно для каждой гармоники. Мгновенные значения
электромагнитного момента вычисляются по известным
величинам потокосцеплений и токов обмоток, взятых в виде
частичных сумм тригонометрических рядов.
Одним из достоинств классического метода следует назвать
возможность выявления потерь по каждой выделенной ветви
токораспределения. Например, в конкретном стержне, перемычке
короткозамкнутой обмотки и т. д. Существенным же его
недостатком, кроме обязательного разложения периодических
кривых в ряды, является необходимость представления в
аналитической форме сопротивлений и индуктивностей указанных
ветвей в функции частоты [111].
При расчете дополнительных потерь и явлений в вентильных
машинах (ВМ) классическим методом будем использовать два
типа их математических моделей. В первой модели демпферная
обмотка ВМ представлена двумя эквивалентными контурами, во
295