Az áram frekvenciájának növelésének módjai. Nagyfrekvenciás áramok

A lánc mentén átvitt töltések számának növekedése miatt a frekvencia növekszik jelenlegi. Az egységnyi idő alatt átvitt díjak számának növekedése viszont növekedéssel egyenértékű jelenlegi az áramkörben, és csökkentse annak ellenállását, és ez kondenzátoros áramkör használatával érhető el.

Szükséged lesz

• - kondenzátor;
• - generátor;
• - kulcs;
• - vezetékek.

Utasítás

Állítson össze egy kondenzátoros áramkört, amelyben szinuszos feszültség generátort hoz létre jelenlegi.

Nulla feszültségnél a kulcs zárásának pillanatában az időszak első negyedében a generátor kivezetésein a feszültség növekedni kezd, és a kondenzátor töltődni kezd. Az összeszerelt áramkörben áram jelenik meg, de annak ellenére, hogy a generátorlapokon a feszültség még mindig meglehetősen kicsi, az érték jelenlegi az áramkörben lesz a legnagyobb (töltésének értéke).

Vegye figyelembe, hogy a kondenzátor kisülésének csökkenésével a jelző jelenlegi az áramkörben csökken, és a teljes kisülés pillanatában az áram nulla. Ebben az esetben a kondenzátorlapokon a feszültség értéke folyamatosan növekszik, és a kondenzátor teljes kisülésének pillanatában eléri a maximális értéket (azaz az érték teljesen ellentétes lesz a generátorlapokon lévő feszültséggel). Ebből arra következtethetünk: a kezdeti időpillanatban a legnagyobb erővel áramlik be a töltetlen kondenzátorba, és ahogy feltöltődik, teljesen csökkenni kezd.

jegyzet

Ne feledje, hogy az áram frekvenciájának növekedésével a kondenzátor AC ellenállása (kondenzátor kapacitása) is csökken. Így az ellenállás kapacitása fordítottan arányos az áramkör kapacitásával és az azt tápláló áram frekvenciájával.

Hasznos tanács

A kondenzátor meglehetősen sokoldalú elem. Amikor lemerült, úgy viselkedik rövidzárlat- az áram korlátozás nélkül folyik át rajta, értéke pedig a végtelenbe hajlik. Amikor fel van töltve, az áramkör ezen a pontján megszakad az áramkör, és az áramkör feszültsége folyamatosan növekedni kezd. Érdekes kapcsolat derül ki - van feszültség, de nincs áram, és fordítva. Ezért az áram frekvenciájának növelése csak kisütött kondenzátorral érhető el, amely bizonyos időközönként a szükséges számú alkalommal ebbe az állapotba kerül. Használja ezeket az információkat a lánc létrehozásakor.

3.2.1 Az áram frekvenciájának növekedése akkor következik be, ha a megtermelt teljesítmény többletet mutat nagy teljesítményű fogyasztók, áramösszekötő csomópontok lekapcsolása, az összeköttetések megszakítása, valamint az erőmű kiosztása egy külön energia-összekötő csomópont táplálására.

3.2.2 A frekvencia növekedésével aszinkron futás léphet fel, aminek következtében a turbina és a generátor forgórészei tönkremennek, az erőmű segédberendezései megsérülhetnek. A turbógenerátorok működési ideje kb fokozott gyakorisággal korlátozott. Hirtelen (néhány másodpercen belüli) 50,1 Hz-ig történő frekvenciaemelkedés esetén a diszpécserrel együtt megállapítják a frekvenciaemelkedés okát, 50,2 Hz-nél nagyobb frekvencia esetén pedig az NSS, a az erőművi diszpécser engedélyével megteszi a szükséges intézkedéseket a hőerőmű termelőteljesítményének megváltoztatására a villamosenergia-rendszerben előforduló frekvenciák csökkentése érdekében. Ezzel egyidejűleg az erőműből kiinduló vezetékek mentén az áramlásokat szabályozzák.

3.2.3 Amikor a frekvencia 50,4 Hz fölé emelkedik, amikor a hőerőművek és a hőerőművek frekvenciacsökkentési vezérlési képességei gyakorlatilag kimerültek (megkezdődik az atomerőmű vészleeresztése), az erőmű kezelőszemélyzete intézkedik a frekvencia leállítással történő csökkentéséről. a diszpécserrel egyeztetett szükséges számú tápegység le- vagy kirakodása. Ebben az esetben az s.s. mentése közben a blokkok kikapcsolásra kerülnek. vagy blokkok maradnak a hálózatban a lehető legkisebb terheléssel. A megtermelt teljesítmény csökkentése a turbina teljesítményszabályozási rendszerének és a kazánok gőzteljesítményének csökkentésével (az automatikus szabályozók működése mellett) távoli befolyásolással történik, miközben a érvényes paraméterek valamint a kazánok stabil működése és a szabályozó túlfolyók az erőműből kifutó vezetékek mentén.

3.2.4 Az erőművek műszakvezetői a személyzet önálló tevékenységére, további 51,5 Hz-re növelt frekvenciával (hacsak a vállalkozás utasításai másként nem jelzik) az erőművi diszpécser utasítása nélkül (a vezérlőterem kezelőszemélyzete csak a az NSS irányába), sürgősen csökkentse a megtermelt teljesítményt az egységek vagy tápegységek egy részének kikapcsolásával, miközben fenntartja az elfogadható paramétereket és a kazánok stabil működési módját.

A személyzet által önállóan kikapcsolható berendezések listáját, valamint a kikapcsolás sorrendjét a szervezet utasítása tartalmazza. Ez figyelembe veszi a táplálkozás fenntartásának feltételeit s.s. erőművek, off-line kazánok és turbinák alapjáraton tartása a generátorok és az energiatermelés későbbi szinkronizálása érdekében.

3.2.5 Az önállóan végrehajtott berendezések vészleállításáról az erőmű személyzete haladéktalanul értesítse az erőmű diszpécserét.

3.2.6 Speciális esetekben, amikor az egyes villamosenergia-rendszerekben (az energiarendszerek csomópontjaiban) a frekvencia növelésekor szükségessé válik az állomás automatikus tehermentesítésének (ARS) működésének megakadályozása a stabilitás megőrzése érdekében bármely konkrét rendszerközi, ill. rendszeren belüli kommunikáció során az erőmű kezelő személyzete a tartalékok és a megengedett túlterhelések határain belül növeli a kazánok teljesítményturbináit és gőzkapacitását, ill. végső megoldás megőrzi eredeti terhelését. Ugyanakkor, ha szükséges, azokat automata eszközök, amelynek működése megzavarja a mód követelményeinek megvalósítását.

Az operatív személyzet ezen intézkedéseinek okai lehetnek:

Megbízások beszerzése magasabb szintű operatív személyzettől;

Speciális riasztóparancs működése;

Megbízható észlelése (műszerekkel és jelzésekkel) egy olyan rezsim előfordulásának, amely éppen ilyen intézkedéseket igényel (amennyiben ezt a vállalkozás utasításai előírják).

3.2.7 Abban az esetben, ha a frekvencia élesen megnövekszik (51 Hz vagy több) az ARS meghibásodása esetén fellépő rezgések esetén, a TPP személyzete leválaszthatja a turbógenerátorokat a hálózatról az újraszinkronizálás lehetőségével. Ebben az esetben a turbógenerátoroknak sz.n. a névleges sebesség megtartása mellett. A személyzetnek gondosan figyelemmel kell kísérnie a kazánok és a turbógenerátorok paramétereit, megakadályozva a rendszer megsértését, és biztosítania kell, hogy készen álljanak a hálózatba való felvételre, valamint a terhelésre.

Aszinkron üzemmódok

3.3.1 Aszinkron üzemmód az elektromos hálózatban előfordulhat a statikus vagy dinamikus stabilitás megsértése következtében a rendszerközi tranzitkapcsolatok túlterhelése miatt (nagy termelőkapacitás vészleállítása, az energiafogyasztás meredek növekedése, a vészhelyzeti automata eszközök meghibásodása), a kapcsolók vagy védelem meghibásodása rövidzárlat során, a kapcsolatok nem szinkron bekapcsolása (például nem szinkron automatikus újrazárás). Ebben az esetben az egyes erőművek szinkronja a teljesítménypoolhoz viszonyítva vagy az egyes erőművek egyes részei között megszakad, és aszinkron futás lép fel.

A fent felsorolt ​​aszinkron üzemmódokon kívül esetenként más okok miatt a teljesítménykészletben egy különálló, gerjesztéssel működő generátor aszinkron működése, a gerjesztés elvesztésekor pedig a generátor aszinkron működése következik be.

3.3.2 Az egyes erőművek aszinkron működésének jele az erőművekhez viszonyítva vagy az egyes erőművek egyes részei között az erőművekben és a kommunikációs vonalon stabilan mély, periodikus áram- és teljesítményingadozások, amelyeket az ampermérő és a wattmérő lengése határoz meg. tűk a generátorok, transzformátorok, elektromos vezetékek áramköreiben. Jellemző a frekvenciakülönbség előfordulása az energiaellátó rendszerek azon részei között, amelyek a megőrzés ellenére kimentek a szinkronból. elektromos kommunikáció közöttük. Az áram és a teljesítmény ingadozásával egyidejűleg feszültségingadozások is megfigyelhetők. A legnagyobb feszültségingadozások általában a lengés középpontjához közeli pontokon jelentkeznek. A lengésközpont legvalószínűbb pontja a szinkronon kívüli erőműveket vagy a villamosenergia-rendszer részeit összekötő tranzit távvezetékek közepe. A rezgések középpontjától távolodva a feszültségingadozások nem feltűnő értékekre csökkennek. A rendszer konfigurációjától és az induktív reaktanciák arányától függően azonban a lengésközpont az erőmű gyűjtősínein is lehet. Az oszcilláció középpontja közelében elhelyezkedő erőművek buszain időszakos mély feszültségingadozások lépnek fel, amelyek a vészhelyzeti megengedett értékek alá csökkennek, beleértve az s.n. a felelős mechanizmusok esetleges leállásával s.n. és az egyes egységeket. Ezeknek az erőműveknek a generátorait az energialeadással való szinkronizmus megsértése jellemzi. A szinkronizmus megsértése és a frekvencia hiányos területen az AFC működési értékére való mély csökkenése esetén lehetséges az automatikus szinkronizálás és az aszinkron üzemmód megszüntetése.

3.3.3 Az aszinkron futás megszüntetését a rendszer vészautomatika, az energetikai társulás diszpécser személyzete, valamint az erőmű kezelő személyzete intézkedései biztosítják. Ha a rendszerközi tranzit kommunikációs vonalak stabilitása sérül, akkor a kialakult aszinkron módot az ALAR-nak általában meg kell szüntetnie. Ha valamilyen okból az ALAR meghiúsult, és az aszinkron mód folytatódik, a diszpécser parancsot ad a tranzitok, aszinkron módon működő energiarendszerek vagy csomópontok szétválasztására az ALAR telepítési helyein.

Amikor jellegzetes vonásait aszinkron üzem esetén az erőművek kezelőszemélyzete, ha az üzemmód aszinkron működésének automatikus megszüntetése nem működött, vagy hiányzik, azonnal intézkedik a normál frekvencia visszaállításáról, anélkül, hogy megvárnák az energiapool-kezelő utasítását. Ez elősegítheti az újraszinkronizálást.

Az elektromos hálózat olyan részein, ahol mély feszültségesés tapasztalható, a frekvenciamérők, különösen a rezgésmérők instabil vagy helytelen leolvasást adhatnak. Ezekben az esetekben a személyzetet a turbina fordulatszámmérőinek leolvasása vezérli.

3.3.4 Ha a normál frekvencia elérésekor az aszinkron üzem nem áll le, akkor annak az erőműnek a személyzete, amelynél a frekvencia baleset esetén megnőtt, csak a diszpécser utasítására csökkenti tovább.

3.3.5 A frekvencia csökkentése azokban az erőművekben, ahol az megnőtt, a turbina vezérlő mechanizmusának folyamatos működtetésével mind távolról, mind manuálisan a terhelés csökkentése irányában mindaddig, amíg az oszcilláció meg nem szűnik vagy a frekvencia csökken, de legfeljebb 48,5 Hz; szintén megengedett (csak az újraszinkronizálás idejére) a terhelés csökkentése a teljesítménykorlátozóval.

3.3.6 A frekvencia növelése a villamosenergia-összeköttetés azon részein, ahol az csökkent, a tartalékkal rendelkező erőműveknél a terhelés növelésével történik, a szervezet utasításai szerint a legnagyobb megengedett turbinaterhelési fordulatszámmal a rezgések megszűnéséig, ill. eléri a normál frekvenciát (vagy a fordulatszámmérők szerint a normál fordulatszámot).

3.3.7 Aszinkron pályával az erőmű kezelőszemélyzete, ha azt a szervezet utasítása előírja, a feszültséget a megengedett legnagyobbra emeli.

3.3.8 Az operatív személyzet helyes cselekvésének mutatója a kilengések gyakoriságának csökkenése.

Ahogy a teljesítménykészletben kiegyenlítődnek a frekvenciák, az oszcillációs periódus növekszik, és 1,0 - 0,5 Hz nagyságrendű frekvenciakülönbséggel a szinkronból kilépő erőművek szinkronba kerülnek.

3.3.9 Az aszinkron futás befejezése után az erőmű normál terhelése (az aktuális áramkör figyelembevételével) visszaáll.

3.3.10 Áram-, teljesítmény- és feszültségingadozások esetén az erőmű személyzete meg tudja különböztetni a szinkron kilengéseket az aszinkrontól. A kommunikációs vonalak feletti szinkron kilengések esetén a teljesítmény általában nem változtatja meg az előjelét, és megtartja átlagos értékét az időszak alatt, ezért szinkron kilengések esetén nincs stabil frekvenciakülönbség az energiarendszer megfelelő részeiben. Az áramok és feszültségek szinkron rezgései a generátorokon általában a normál (rezgések megjelenése előtti) értékhez közeli átlagérték körül alakulnak ki. Leggyakrabban a természetben elhalványulnak. A generátorok szinkron oszcillációinak megszűnésének felgyorsítása érdekében a generátorok aktív teljesítményét tehermentesítik, és a meddőteljesítményt növelik anélkül, hogy túlterhelnék a tranzit összeköttetéseket. Az összeköttetéseken keresztüli szinkron lendítésekkel a rendszer fogadó részének erőműveinél a feszültség nő (az áramlás csökkenése tartalék felhasználása vagy a fogyasztók lekapcsolása miatt).

3.3.11 Az egyik generátor aszinkron működése meghibásodás vagy személyi hibák miatti gerjesztés elvesztése esetén saját jellemzőkkel rendelkezik. A gerjesztés elvesztése esetén a generátor üzemben hagyható, és ellenálló terhelést hordozhat. A generátor üzemben hagyását ebben az esetben vagy a gerjesztés elvesztése elleni védelemmel történő leállítását a generátor helyi viszonyai a hálózatban és a gyors tehermentesítés lehetősége határozzák meg.

Minden erőmű listát készít a gerjesztés nélküli működést lehetővé tevő generátorokról, feltüntetve a megengedett aktív teljesítményt és a gerjesztés nélküli működés időtartamát.

A generátorokon a gerjesztés elvesztésének külső jelei a következők:

A generátor fogyasztása a hálózatról nagy meddő teljesítmény, amelynek értéke az energiarendszer feszültségétől és a generátor aktív teljesítményétől függ;

Csökkenő feszültség az erőmű gyűjtősínein;

Az aktív teljesítmény és a lengés részleges visszaállítása;

A forgórész gyorsítása és forgása fejlett csúszással. Ebben az esetben a rotor árama eltűnik, vagy a forgórészben csúszási frekvenciájú váltakozó áram jelenik meg.

Abban az esetben, ha a generátor nem kapcsol ki, amikor a gerjesztés megszakad, az erőmű személyzete a gerjesztés helyreállítására vagy tartalék gerjesztőre való átvitelére irányuló intézkedések megtételével egyidejűleg a következő intézkedéseket teszi meg:

Csökkenti a generátor aktív teljesítményét akár 40%-kal (célszerű az automatikus ürítést alkalmazni, ha a gerjesztési veszteség elleni védelem az ECHSR részét képező tartozékkal, vagy egy tartozékkal és turbinavezérlő mechanizmussal működik Magassebesség);

Feszültségnövekedést biztosít más működő generátorok meddőteljesítményének növelésével;

Amikor eszik s.n. az egységről megcsapolva a generátor-transzformátor normál feszültséget biztosít a buszokon, az AVR eszközzel az áramot egy tartalék transzformátorra átadva vagy az s.n. transzformátorok feszültségszabályozásával.

Ha a gerjesztést a szervezet utasításaiban meghatározott időn belül nem lehet helyreállítani, a generátort tehermentesítik és leválasztják a hálózatról.

3.3.12 Amikor az egyik generátor kimegy a szinkronból az NSS gerjesztésével, ha még nem volt automatikus kikapcsolás, azonnal leválasztja a hálózatról az AGP egyidejű leállításával. A generátor kiesését okozhatja a kezelő személyzet helytelen tevékenysége (például a forgórész áramának éles csökkenése, amikor a generátor tartalék elektromos gép gerjesztővel működik), vagy az AVR károsodása, és ennek eredményeként annak hibás működés rövidzárlat és egyéb üzemmódok során.

A generátor szinkronból származó kimenetét az áramok, a feszültség, az aktív és meddő teljesítmény értékének (lengésének) változása kíséri. A változó mágneses tér egyenetlen gyorsulása miatt a szinkron kívüli generátor zümmögést ad ki. Az elektromos áram frekvenciája a hálózatban gyakorlatilag változatlan marad.

Az erőmű kezelőszemélyzete a szinkronból kilépett generátor kikapcsolása után ezt jelenti a diszpécsernek, szabályozza az erőmű üzemmódját, megállapítja és megszünteti a szinkronsértés okát. Ha a berendezés jó állapotú (nem sérült a generátor és egyéb erőelemek) és az automatizálási eszközök, akkor a turbógenerátort szinkronizálják, csatlakoztatják a hálózathoz, és felemelik a terhet.

Az áramerősség, a teljesítmény és a feszültség ingadozása az erőmű összes generátorán, valamint a frekvencia éles változása (növekedés, csökkenés) esetén az üzemeltető személyzet a bekezdések követelményeinek megfelelően jár el. 3.3.2 -3.3.9.

Az elektromos rendszer szétválasztása

3.4.1 Az energiakészlet részekre osztása és az egyes részekben a feszültség eltűnése a következők miatt következhet be:

A frekvencia és a feszültség mély csökkenése;

A tranzit távvezetékek leállítása túlterhelés miatt;

A védelem helytelen működése vagy a kezelőszemélyzet helytelen tevékenysége;

A kapcsolók meghibásodása;

Aszinkron futás és elválasztó védelem működése.

3.4.2 Amikor az energiakészlet meg van osztva, egyes részeiben hiány van, másokban pedig túl sok aktív és meddő teljesítmény, és ennek eredményeként a frekvencia és a feszültség növekedése vagy csökkenése.

3.4.3 Az erőművek kezelő személyzete a fenti üzemmódok esetén:

Tájékoztatja az áramszolgáltató diszpécserét az erőműben bekövetkezett kimaradásokról, a frekvencia- és feszültségeltérésekről, a tranzitvezetékek túlterhelésének meglétéről;

Intézkedéseket tesz az erőművek buszainak feszültségének és frekvenciájának helyreállítására a rendszer megosztott részeiben, a bekezdések utasításai szerint. 3.3.5, 3.3.6. Ha a leválasztott, teljesítményhiányos rendszerben a frekvencia növelése nem lehetséges, a frekvencia növelése (minden intézkedés megtétele után) a fogyasztók leválasztásával történik a diszpécserrel egyetértésben;

Eltávolítja a túlterhelést a tranzit távvezetékekről a statikus stabilitás megsértésének veszélye esetén;

Biztosítja az s.n. mechanizmusok megbízható működését. a nem szinkron teljesítményhez való hozzárendelésükig, ha a frekvencia az adott erőműre megállapított határértékekre esik;

Szinkronizálja a baleset során leválasztott generátorokat az erőmedencéből származó feszültség jelenlétében (vagy amikor az eltűnés után megjelenik).

Buszfeszültség hiányában a leválasztott generátorok (nem tartoznak az s.n. kiválasztó áramkörbe) üresjáratban vagy készenlétben vannak a gyors átkapcsolásra és a hálózatra történő visszakapcsolásra egy terheléskészlettel.

A diszpécser kérésére külön generátorokat, vagy a teljes erőművet leválasztják az erőkészlet részéből, szinkronizálják az erőkészlet hiányos részével.

3.4.4 Amikor feszültség jelenik meg egy erőmű buszain, amely az elektromos hálózat kiegyensúlyozott területén vagy egy s.n.-en működik, a kezelő személyzet bekapcsolja az üresjárati generátorokat a párhuzamos működéshez. Az inklúzió önszinkronizálással is végrehajtható, ha engedélyezett számukra egy ilyen felvételi mód, és ha az s.n. ezeket a generátorokat a kiválasztó áramkör táplálja. A feszültség és a frekvencia csökkentett értékei nem indokolják az önszinkronizálási módszer használatának megtagadását.

Az olyan erőművek kezelőszemélyzete, amelyeknél a feszültség teljesen elveszett, amikor a feszültség megjelenik, azonnal intézkedéseket tesz az s.n. mechanizmusok megfordítására. és a generátorok, valamint azok hálózatba foglalása.

3.4.5 Az erőmű berendezéseinek fordulatát egy korábban kidolgozott séma szerint hajtják végre, generátorokból származó energiával, kiosztott sz.n-vel működő erőművekkel. A generátorok elforgatása után szinkronizálódnak a tartalék forrás generátoraival, ahonnan a feszültséget táplálták.

Feszültségesés

3.5.1 A generátor-gerjesztő rendszerek automatikus szabályozói biztosítják, hogy az erőművek buszain a feszültség 3-5%-os eséssel maradjon fenn, amikor a generátor meddőteljesítménye a névlegesre változik (Q nom) - Ha a feszültség csökken a vezérlőpontokon Az ARV generátorok közül az állomási buszok feszültségének változatlan tartása érdekében növelik a meddőteljesítményt. A diszpécser utasítására a Q kimenetét az állomás személyzete módosíthatja a kiszállítási ütemtervhez képest, az ACD beállításának befolyásolásával. Ha azonban a feszültség egy adott szabályozási ponton vagy a rendszer erőműveiben egy bizonyos érték alá csökken, akkor ezt a feszültséget a generátorok túlterhelhetőségének felhasználásával fenntartjuk. Ugyanakkor egy bizonyos idő elteltével, a generátor túlterhelési jellemzőinek megfelelően, az automatizálás a forgórész áramát a névleges értékre csökkenti, ami mélyebb feszültségeséshez és az energiarendszer esetleges meghibásodásához vezethet. A korlátozás meghibásodása esetén az automatika túlterhelés elleni védelemmel kikapcsolja a generátort. Ez idő alatt, miután tisztázta a diszpécserrel a feszültségesés okait, a diszpécser intézkedéseket tesz az energiarendszer feszültségének növelésére (az SC terhelésének növelése, a statikus kondenzátorok akkumulátorainak bekapcsolása, a söntreaktorok kikapcsolása, terhelés alatti fokozatkapcsolóval felszerelt transzformátorok transzformációs arányának megváltoztatása, a vezetékeken áthaladó teljesítmény csökkentése). Ha a meddőteljesítmény-tartalék felhasználása elégtelennek bizonyul, a turbógenerátorok hatásos teljesítmény szerinti tehermentesítésével csökkentett feszültségű villamosenergia-rendszerekben a meddőteljesítmény terhelés növelése érhető el. Hiányos rendszerben ez nem javasolt a kommunikációs vonal mentén a megengedett túlcsordulás lehetséges növekedése miatt. Ha azonban a feszültségesés a szükségesnél kisebb lesz az s.n. erőművek, majd az aktív teljesítmény-lerakodás, egyes fogyasztók lekapcsolásával együtt válik szükségessé.

Amikor az ellátó hálózat frekvenciája megváltozik és U hálózat \u003d U 1 \u003d const, ω 0 \u003d és a kritikus pillanat megváltozik, mivel ez a négyzetével fordítottan arányos frekvenciától függ. A mágneses fluxus is változik, és a frekvencia növekedésével csökken, és a frekvencia csökkenésével nő. Ez látható az állórész egyik fázisára vonatkozó EMF egyensúlyi egyenletből:
. Az állórész áramkörében a feszültségesést figyelmen kívül hagyva az EMF és a feszültség abszolút értékeit U 1 =const.

RÓL RŐL
Itt látható, hogy a növekedéssel f 1 az áramlás csökken, és csökkenéssel f 1 ő nő. Ez magyarázza a motor kritikus pillanatának és túlterhelési képességének változását.

Nál nél
a fluxus növekedése a gép mágneses áramkörének telítéséhez, a mágnesező áram növekedéséhez vezet, ami a motor energiateljesítményének romlását eredményezi. Az áramlás csökkenése állandó terhelési nyomaték mellett a forgórész áramának növekedéséhez vezet, ami a kifejezésből látható, és a hálózatból felvett áramerősség növekedéséhez vezet, így a motortekercsek túlterheléséhez alulhasznált acéllal. Mindkét esetben megváltozik a motor túlterhelhetősége. Ezért a motor legjobb kihasználása érdekében kívánatos, hogy mindig állandó áramlás legyen. Ehhez a frekvencia változtatásakor módosítani kell a bemeneti feszültség értékét, és nem csak a frekvencia függvényében, hanem a terhelés függvényében is. A legegyszerűbb esetben, amikor a feszültség a frekvenciával megegyező mértékben változik, pl. nál nél
, a mechanikai jellemzők az ábrán látható módon fognak kinézni. Látható, hogy amikor a feszültség a törvény szerint csak a frekvencia függvényében változik
0,5f 1N-nél kisebb frekvenciákon a motor túlterhelhetősége csökken, ami a feszültségesésnek az állórész tekercselés aktív ellenállására gyakorolt ​​hatásának köszönhető, ami a mágnesező áramkör feszültségének csökkenéséhez vezet. állórész tekercselés, a mágneses fluxus csökkenéséhez, és ennek következtében a motor kritikus pillanatának csökkenéséhez.

Aszinkron motor fékezési módjai.

Az AD mindhárom fékezési módban működhet:

a) energia visszanyeréssel a hálózatba;

b) ellenzék;

c) dinamikus fékezés.

a) Fékezés energiavisszanyeréssel a hálózatba.

A tengelyen külső statikus nyomaték hiányában a hálózatra csatlakoztatott motor a szinkronhoz közeli sebességgel forog. A veszteségek fedezéséhez szükséges energia ugyanakkor a hálózatról fogyasztódik. Ha külső erő hatására a forgórész szinkron fordulatszámmal forog, akkor a hálózat csak az állórészben keletkező veszteségeket fedezi, a forgórész veszteségeit (mechanikus és acél) pedig a külső erő fedezi.

Motoros üzemmódban, amikor a forgó mágneses tér ugyanabban az irányban keresztezi az állórész és a forgórész tekercseinek vezetőit, az E 1 állórész és az E 2 forgórész EMF-je fázisban van. Amikor = 0 EMF nem indukálódik a forgórészben, pl. egyenlő 0-val. Ha > 0, az állórész tekercsvezetőit a forgótér ugyanabban az irányban, a forgórész vezetőit pedig ellenkező irányban keresztezi.

Az E 2 rotor EMF-je megfordítja az előjelét; a gép generátor üzemmódba kapcsol energia visszanyeréssel. Ami az áramot illeti, csak az aktív komponense változtatja meg az irányát. A negatív csúszással rendelkező reaktív komponens megtartja irányát. Ez a forgórész áramának kifejezéséből is látható (S-nél<0 S 2 >0).

Ugyanezek a következtetések vonhatók le az aktív (elektromágneses) és meddő teljesítmények elemzése alapján is. Valójában a Р EM kifejezésből az következik, hogy S esetén<0 P ЭМ >0
Azok. az aktív teljesítmény irányt változtat (átviszik a hálózatba), és a Q 2 kifejezésből az következik, hogy S-vel<0 реактивная мощность вторичного контура Q 2 сохраняет свой знак независимо от режима работы машины.

Ez azt jelenti, hogy az aszinkron gép mind motoros, mind generátoros üzemmódban felveszi a mágneses tér létrehozásához szükséges meddőteljesítményt.

T A fékezést az energia visszavezetésével a hálózatba emelő- és szállítóberendezésekben, nehéz terhek süllyesztésekor alkalmazzák. A terhelés hatására a gép forgórésze > 0 sebességgel forog, a gép generátor üzemmódba lép és elkezd fékezőnyomatékot létrehozni. Ha M=M c egyenlő, akkor a terhelés  c állandó sebességgel esik le, ahogy az ábrán látható. Nem szabad megfeledkezni arról, hogy a terhelés normál süllyedésének biztosítása érdekében az M c nem haladhatja meg a kritikus pillanatot a generátor üzemmódban. Reaktív ellenállási nyomatékkal rövid időre energiavisszanyeréssel rendelkező üzemmód érhető el a hálózatba, ha az AM lehetővé teszi az állórész tekercsének egyik póluspárról a másikra való átkapcsolását, amint az a fenti grafikonon látható.

A rekuperációs üzemmód a VS szekcióban az állórész tekercsének  P =1 póluspárszámról  P =2-re történő átkapcsolása után történik.

b) ellenáramú fékezés.

Fordított üzemmódban a motor forgórésze a motor nyomatékával ellentétes irányba forog. Csúszása S>1, és a forgórész áramának frekvenciája nagyobb, mint a táphálózat frekvenciája (
). Ezért annak ellenére, hogy a forgórész árama 7-9-szer nagyobb, mint a névleges áram, pl. nagyobb, mint az indítóáram, az áram nagy frekvenciájából adódó nyomaték, ezért a forgórész áramkörének nagy induktív ellenállása (
) kicsi lesz. Ezért a nyomaték növelése és az áram egyidejű csökkentése érdekében a forgórész áramkörébe egy nagy kiegészítő ellenállás kerül be, amelynek értéke a kifejezéssel kiszámítható

Ahol E 20 a forgórész névleges EMF értéke S = 1-nél

S n - névleges csúszás

S n és - csúszás névleges terhelésnél mesterséges karakterisztikán.

P A terhelés ellenáramú üzemmódban történő csökkentésekor a fékezés a mechanikai karakterisztika egyenes szakaszában megy végbe, amelynek merevségét a forgórész áramkörében lévő aktív ellenállás határozza meg. Az IM mechanikai karakterisztikája a teher fékezési ereszkedése során ellentétes üzemmódban az ábrán látható. Ellenáramú, reaktív forgatónyomatékú fékezéshez meg kell változtatni a tápfeszültség fázissorrendjét, miközben a motor jár, és ezzel egyidejűleg további ellenállást kell bevezetni a forgórész áramkörébe a kezdeti feszültség korlátozása érdekében. áramlökés és ezzel egyidejűleg növeli a fékezőnyomatékot. A mechanikai jellemzők ebben az esetben az ábrán látható módon néznek ki. A KZAD reaktív ellenállási nyomatékkal történő fékezése nem hatékony, mivel a kezdeti fékezőnyomaték csúszáskor közel 2, a nagy reaktancia miatt
, jelentéktelen lesz (lásd a szegmenst
).

V) dinamikus fékezés független gerjesztéssel egyenáram

Ha az IM állórész tekercsét leválasztják a hálózatról, az állórész acéljának maradék mágnesezettségéből csak enyhe mágneses fluxus marad. A forgó rotorban indukált EMF és a forgórészben lévő áram nagyon kicsi lesz. A rotor áramának kölcsönhatása a maradék mágnesezésből származó fluxussal nem tud jelentős elektromágneses nyomatékot létrehozni. Ezért a megfelelő fékezőnyomaték eléréséhez mesterségesen kell létrehozni a megfelelő állórész mágneses fluxust. Ezt úgy érhetjük el, hogy az állórész tekercseit egyenárammal látjuk el, vagy kondenzátorokat vagy tirisztoros frekvenciaváltót kapcsolunk hozzájuk, amely biztosítja az állórész tekercseken keresztüli kapacitív áram áramlását, pl. vezetőáram, amely kapacitáshatást hoz létre. 1. esetben dinamikus fékezési mód lesz független gerjesztéssel, 2. esetben öngerjesztéssel.

Független gerjesztésű dinamikus fékezésnél az állórész tekercseit leválasztják a háromfázisú áramhálózatról, és egyenáramú forráshoz csatlakoztatják. Ez az áram egy térben álló mágneses fluxust hoz létre, amely a forgórész forgásakor EMF-et indukál az utolsóban. Az EMF hatására a forgórész tekercseiben áram folyik, amelynek kölcsönhatásából álló áramlással fékezőnyomaték keletkezik. A motor implicit pólusszinkron generátorrá válik, amely változó sebességgel működik.

3 állórész tekercs szimmetrikus csatlakoztatása az egyenáramú hálózathoz kapcsolásuk nélkül lehetetlen. Általában az ábrán látható sémák egyike.

Mivel egyenáramról táplálva a tekercsek csak ohmos ellenállással rendelkeznek kívánt értéketáram, kis feszültség is elegendő. A félvezető egyenirányítók egyenáramforrásként szolgálnak kis és közepes teljesítményű motorokhoz, és speciális kisfeszültségű egyenáramú generátorok használhatók nagy motorokhoz.

D
A dinamikus fékezési üzemmódban az IM mechanikai jellemzőinek egyenletének levezetéséhez a szinkron generátor üzemmódja, amelybe az IM az egyenáramú forráshoz való csatlakoztatás után fordul, célszerű az IM egyenértékű üzemmódját kicserélni, feltételezve, hogy az állórészét DC helyett váltakozó áram táplálja. Egy ilyen cserével az MMF-et az állórész és a forgórész tekercselése együttesen hozza létre, és mindkét esetben be kell tartani az MMF egyenlőségét, azaz F POST \u003d F TRANS. Az „a” áramkörhöz tartozó egyenáramú I POST által létrehozott MMF definícióját az 1. ábra magyarázza. és vektordiagram, egymás mellett ábrázolva.

Az I 1 váltakozó áram által létrehozott MMF amplitúdója, amikor átfolyik az állórész tekercseken: . Az állapot alapján

. Innen a jelentés váltakozó áram, egyenértékű egy állandóval:
, A
. Szükséges egyenfeszültség és teljesítmény
:
.

RÓL RŐL korlátozva az áramerősséget I 1, a gép fékező üzemmódban normál vérnyomásként ábrázolható. Azonban az AM működés dinamikus fékezési módban jelentősen eltér a normál motoros üzemmódban való működéstől. Motoros üzemmódban a mágnesező áram és a mágneses fluxus gyakorlatilag nem változik, amikor a csúszás megváltozik. A dinamikus fékezés során a mágneses fluxus a szlip változásával változik a keletkező MMF folyamatos változása miatt, amely állandó állórész MMF-ből (egyenáram) és változó forgórészes MMF-ből (változó frekvenciájú váltakozó áram) áll.

Az eredményül kapott mágnesező áram az állórész tekercsének fordulatszámára csökkentve
. Az áramok vektordiagramjából ez következik:

Négyzetesítés Ezeket a kifejezéseket és tagonként összeadva a következőt kapjuk: A mágnesező áram egyenlő
.

A vezetett autóban
, ahol E 2 ’ a forgórész EMF-je a hálózati frekvenciának megfelelő  0 szinkron fordulatszámon. Ha  különbözik  0-tól, a forgórész EMF-je egyenlő lesz:
, ahol  - relatív sebesség vagy más módon - dinamikus fékezési módban megcsúszik. Ebben az esetben a rotoráramkör EMF egyensúlyi egyenlete a következő:
, és a mágnesező áram E 2’-en keresztül kifejezve:
.

A forgórész impedanciája, figyelembe véve azt a tényt, hogy induktív reaktanciája a rotor forgási sebességének változásával változik:
.

Tekintettel arra
és az I , sin 2 és Z 2 ' értékeket behelyettesítve az I 1 2 egyenletbe, a kapott arányból az I 2 ' áramot kapjuk, amely egyenlő lesz:
.

A motor által kifejlesztett elektromágneses nyomaték, elektromágneses teljesítményben kifejezve:
, ahol m 1 az állórész tekercsének fázisainak száma.

Az M-re vonatkozó kifejezésből látható, hogy a dinamikus fékezés pillanatát az I 1 váltakozó áram határozza meg, amely megegyezik az állórész tekercselésein átfolyó egyenárammal.

A származékot véve és 0-val egyenlővé téve azt kapjuk, hogy a momentum relatív sebesség mellett lesz maximális:
, és ennek a pillanatnak az értéke, amelyet kritikusnak is neveznek, egyenlő:
.

M
A mechanikai jellemzők az egyenáram különböző értékeire és a forgórész áramkör különböző ellenállásaira az ábrán láthatók. Az 1. és 2. görbe a forgórész áramkör ellenállásának azonos értékének és az állórész egyenáramának különböző értékeinek felel meg, a 3. és 4. görbék pedig az egyenáram azonos értékeinek felelnek meg, de az ellenállás nagyobb. rotor áramkör.

Az M K kifejezésből az következik, hogy a motor kritikus pillanata dinamikus fékezési üzemmódban nem függ a forgórész áramkör aktív ellenállásától.

Ha elosztjuk M értékét M K értékével, a mechanikai jellemző egyenlet a következő formában adható:
.

A frekvencia a váltakozó áram egyik fő jellemzője, amelyet generátorok állítanak elő. Hagyományos teszterrel, megfelelő beállításokkal mérhető. Módosíthatja a frekvenciát az oszcillátor beállításainak vagy az áramkör induktivitásának és kapacitásának módosításával.

Szükséged lesz

• Generátor, kondenzátor, induktor, tesztelő

Utasítás

• Egy állandó mágneses térben, bizonyos szögsebességgel forgó vezető keretében váltakozó áram jelenik meg. Mivel a szögsebesség egyenesen arányos a fordulatszámmal, növelje vagy csökkentse a váltakozó áram frekvenciáját a generátor tekercseinek frekvenciájának csökkentésével vagy növelésével. Például a generátor tekercseinek forgási frekvenciájának 2-szeres növelésével a váltakozó áram frekvenciájának növekedését kapjuk ugyanennyivel.
• Ha AC feszültség be van táplálva a hálózatba, akkor frekvenciája az áramkörben lévő induktor és kondenzátor segítségével változtatható. Szereljen be egy induktort és egy kondenzátort a hálózatba, párhuzamosan csatlakoztassa őket. Egy ilyen oszcillációs áramkör saját rezgési frekvenciát hoz létre. Az induktivitás mérésére konfigurált teszter segítségével történő kiszámításához keresse meg ezt az értéket ehhez a tekercshez. Ezután ugyanazzal a teszterrel határozza meg az áramkörben lévő kondenzátor kapacitását, csak a kapacitásmérés beállításaival.
• Csatlakoztassa a rendszert váltóáramú forráshoz, miközben az aktív ellenállása elhanyagolható legyen. Ez az oszcilláló áramkör természetes frekvenciát hoz létre az áramkörben, ami kapacitív és induktív ellenállás megjelenését okozza.
  Az érték megállapításához:
  1. Keresse meg a teszterrel mért induktivitás és kapacitás szorzatát.2. Az 1. lépésben kapott értékből vonjuk ki a négyzetgyököt.3. Az eredményt megszorozzuk a 6.28.4 számmal. Ossza el az 1-es számot a 3. lépésben kapott értékkel.
• Az áram frekvenciájának megváltoztatásakor figyelembe kell venni, hogy ha a hálózati frekvencia és az áramköri frekvencia egybeesik, akkor rezonanciajelenség lép fel, amelyben az áramerősség és az EMF maximális értéke jelentősen megnő, és a áramkör kiéghet.

Mindenkinek, akit érinthet:

Legyen mindenki tudatában annak, hogy én, Nikola Tesla, egy Manhattanben élő amerikai állampolgár, új és hasznos fejlesztéseket találtam ki az elektromos rezgések intenzitásának növelésére szolgáló eszközökben, amelyeket az alábbiakban ismertetünk.

Az elektromos impulzusok vagy oszcillációk számos tudományos és gyakorlati felhasználása során - mint például a távolsági adatátviteli rendszerekben - nagyon fontos, hogy a lehető legnagyobb mértékben növeljék az adó és vevő áramköreiben keletkező impulzusokat vagy áramrezgéseket. , főleg az utóbbiban.

Ismeretes, hogy amikor az áramkörre adott elektromos impulzusok egybeesnek a szabad rezgésekkel, akkor az abban keletkező rezgések intenzitása a fizikai állandó értékétől, valamint az alkalmazott és szabad rezgések periódusainak arányától függ. Megszerzéséért legjobb eredményeket szükséges, hogy a kényszerített és szabad rezgések periódusa egybeessen, ebben az esetben az utóbbi intenzitása lesz a legnagyobb, és főként az áramkör induktivitásának és ellenállásának függvénye, értékük egyenesen arányos az induktivitással és fordítottan arányos az áramkör induktivitásával ellenállás.

Így az áramkörben lévő rezgések növelése, más szóval az áram vagy feszültség növelése érdekében az induktivitást a lehető legnagyobbra, az ellenállást pedig a lehető legkisebbre kell tenni. Ezt szem előtt tartva találtam ki és használtam fel a különleges formájú és igen nagy keresztmetszetű vezetékeket; De azt tapasztaltam, hogy az induktivitás növelésének és az ellenállás csökkentésének lehetősége korlátozott. Ez érthető, ha figyelembe vesszük, hogy egy áramkörben az áram vagy feszültség rezonancianövekedése arányos az impulzusok frekvenciájával, és hogy a nagy induktivitások általában alacsony frekvenciájú rezgéseket okoznak.

Másrészt a vezető keresztmetszetének növelése az ellenállás csökkentése érdekében bizonyos határok után az ellenállást alig vagy egyáltalán nem csökkenti, mivel elektromos rezgések, különösen nagy frekvenciák áramlanak a felszínhez közeli rétegben, és ez az interferencia sodrott, csavart vezetékekkel megkerülhetők, de a gyakorlatban más akadályok is vannak, amelyek gyakran nagyobbak, mint a használatuk előnyei.

Bírság ismert tény hogy ha a vezető hőmérséklete növekszik, az ellenállása is megnő, ezért a tervezők úgy helyezik el a tekercseket, hogy használat közben ne melegedjenek fel.

Felfedeztem, hogy ahhoz, hogy az áramkörben az oszcillációk szabadok legyenek, az áramkörnek alacsony hőmérsékleten kell működnie, és a gerjesztés rezgéseinek is nagymértékben kell növekedniük.

Röviden: az én találmányom az, hogy nagy intenzitású és hosszúságú rezgéseket hozzak létre egy szabadon rezgő vagy rezonáló áramkörben úgy, hogy ezt a folyamatot alacsony hőmérsékleten hajtjuk végre.

Ezt általában a kereskedelmi berendezésekben érik el, amikor az objektum el van szigetelve a haszontalan hőtől, ami minimálisra csökkenti a veszteséget.

Találmányom nemcsak energiamegtakarítást tesz lehetővé, hanem egy teljesen új és értékes tulajdonsága is van a szabad rezgések intenzitásának és időtartamának növelésére. Ez akkor lehet hasznos, amikor szabadon rezgő kisülések felhalmozására van szükség.

A találmány megvalósításának legjobb módja, ha egy szabadon rezgő áramkört vagy alacsony hőmérsékleten tartott vezetőt megfelelő közeggel (hideg levegő, hűtőközeg) vesznek körül, ami a legnagyobb önindukciót és a legkisebb ellenállást eredményezi. Például, ha az energiaátvitel rendszerében keresztül környezet Mivel az adó és a vevő vezetékekkel csatlakozik a földhöz és a szigetelt kapcsokhoz, ezeknek a vezetékeknek a hosszának meg kell egyeznie a rajtuk áthaladó hullámhossz egynegyedével.

A mellékelt ábra a találmányomban használt készülék diagramját mutatja.

A diagram két eszközt ábrázol, amelyek közül az egyik lehet vevő, a másik pedig adó. Mindegyik tartalmaz egy több menetes, alacsony ellenállású tekercset (A és A"-ként jelölve). Az elsődleges tekercs, amely az adó részét képezi, egy áramforráshoz csatlakozik. Mindegyik eszköz lapos, spirálisan tekercselt B és B" induktív tekercset tartalmaz. , melynek egyik vége a C földhöz csatlakozik, a másik pedig a központból érkezve egy levegőbe hozott izolált kapocshoz. A B tekercseket egy hűtőközeget tartalmazó tartályba helyezzük, amely köré az A tekercseket tekercseljük. A spirál alakú tekercsek szabad oszcillációt hoznak létre. Természetesen a formájuk bármilyen lehet.

Most tegyük fel a legegyszerűbb esetben, hogy az A jeladó tekercsre tetszőleges frekvenciájú impulzusok hatnak. Hasonló impulzusok indukálódnak a B tekercsekben, de magasabb frekvencián. És ez a növekedés egyenesen arányos az induktivitással és fordítottan arányos az ellenállásukkal. És mivel a többi feltétel változatlan marad, akkor a B rezonáló áramkörben a rezgések intenzitása ugyanolyan arányban nő, ahogy az ellenállás csökken.

A körülmények azonban gyakran olyanok is lehetnek, hogy a cél elérése nem csak az áramkör ellenállásának csökkenése miatt következik be, hanem a vezetők hosszának, és ennek megfelelően az induktivitásnak és ellenállásnak a manipulálása miatt is. meghatározza a szabad rezgések intenzitását.

A B tekercs oszcillációi nagymértékben felerősítve továbbterjednek és elérik a fogadásra hangolt B tekercset, megfelelő rezgéseket gerjesztve benne, és amelyek hasonló okból felerősödnek, ami az A áramkörökben az áramerősség növekedéséhez vagy rezgéséhez vezet. " a fogadó eszközről. Amikor az A áramkört periodikusan nyitják és zárják, a vevőben a hatás a leírt módon megnövekszik, nemcsak a B tekercsekben lévő impulzusok felerősítése miatt, hanem azért is, mert képesek nagy időközönként létezni.

A találmány akkor a leghatékonyabb, ha az A jeladó áramkör impulzusai tetszőleges frekvenciák helyett sajátfrekvenciájúak, vagyis nagyfrekvenciás kondenzátorkisülések szabad oszcillációival gerjesztették őket. Ebben az esetben az A vezető hűtése a B rezonáló áramkör rezgésének jelentős növekedéséhez vezet. A B" tekercsek arányosan erősebben gerjesztődnek, és nagy intenzitású áramokat indukálnak az A" áramkörben. Nyilvánvaló, hogy minél több szabadon rezgő áramkörök váltakozva továbbítanak és vesznek energiát, annál nagyobb lesz a hatás a találmányom alkalmazása révén.