Электротехнологии, электрооборудование и энергоснабжение агропромышленного комплекса. Рубрика в журнале - Вестник аграрной науки Дона
Статья научная
Описаны результаты экспериментального исследования, в котором на физической модели сети 380/220 В, с однородной несимметричной нелинейной нагрузкой, продемонстрирована возможность использования трансформатора со схемой соединения обмоток «двойной зигзаг с нулем» в качестве шунто-симметрирующего устройства (ШСУ) для токовой разгрузки нулевого провода линейной сети. Приведены схема экспериментальной установки, программа и методика проведения эксперимента. Оценивались действующие значения несинусоидальных токов и напряжений на различных участках модели сети, мощности, значения суммарных коэффициентов гармонических составляющих напряжений и токов. Результаты измерений, выполненных с помощью сертифицированного прибора HIOKI 3196, получали как в статике, так и в динамике, с возможностью их фиксации и последующего анализа. Получены уравнения, описывающие эти токи и напряжения. Осциллограммы токов и напряжений, записанные на участках модели сети до и после подключения ШСУ, доказывают, что трансформатор со схемой соединения обмоток «двойной зигзаг с нулем» при его включении перед нелинейным несимметричным однородным приемником в четырехпроводной трехфазной цепи действительно значительно уменьшает ток в нулевом проводе. При этом с увеличением несимметрии и мощности нагрузки использование трансформатора со схемой соединения обмоток «двойной зигзаг с нулем» для снижения тока в нулевом проводе более эффективно. Кроме этого уменьшаются токи нулевой последовательности основной и третьей гармоник. Полученные результаты могут быть использованы на практике в нагруженных кабельных линиях с сечением нулевого провода меньше фазного, питающих несимметричную нелинейную нагрузку.
Бесплатно
Статья научная
Асинхронный электропривод широко распространен в сельхозпроизводстве и отличается простотой, надежностью и невысокой стоимостью по сравнению с другими типами электроприводов. Значительные пусковые токи при прямом пуске вызывают механические перегрузки в рабочей машине, для уменьшения которых могут использоваться преобразователи частоты (ПЧ). В целях выявления закономерностей изменения переходного момента при пуске электропривода турбомеханизма при различных настройках преобразователя частоты использовалась экспериментальная установка, в которой динамический момент при пуске электропривода измерялся по величине смещения поворотной платформы при помощи упругой пластины с закрепленным на неё тензорезистором, оказывающей сопротивление повороту. Динамический момент измерялся при помощи платы аналогового ввода с АЦП, установленной в персональный компьютер. Для обработки результатов измерения применялось специализированное ПО платы ввода, программы MS Excel и STATISTICA. Выявлено, что степень снижения механических перегрузок в электроприводе зависит как от выбора закона изменения отношения напряжения на обмотке статора к частоте, так и от установленного в ПЧ времени разгона. Зависимость максимальной амплитуды колебания динамического переходного момента от установленного времени разгона носит экспоненциальный характер, что означает невозможность уменьшения механических перегрузок ниже определенной величины, зависящей от конкретной реализации ПЧ и электропривода. В процессе исследований наблюдалось максимальное уменьшение амплитуды колебания динамического момента в 10,2 раза, что соответствует установленному в ПЧ времени пуска более 0,4 с. Для турбомеханизмов целесообразным является использование закона изменения отношения напряжения на обмотке статора к частоте, имеющего начальный участок с уменьшенным градиентом нарастания напряжения в начальный период пуска, что дает возможность «сгладить» электромагнитные переходные процессы в электродвигателе на пониженном напряжении, пока происходит ускоренный разгон при относительно небольшом моменте сопротивления рабочей машины.
Бесплатно
Электромагнитные процессы в трехфазном трансформаторе при прогреве
Статья научная
Рассмотрены особенности нагрева трехфазных силовых трансформаторов несинусоидальными переменными токами частоты ниже промышленной при подготовке их к сезонным работам. Отмечено, что анализ токов в первичных и вторичных обмотках при питании трансформатора в режиме короткого замыкания от трехфазного источника переменного напряжения несинусоидальной формы имеют специфические отличия от методов анализа электромагнитных процессов в однофазном трансформаторе, для которого известны уравнения мгновенных и действующих значений токов, полученные точными аналитическими методами. Показана связь электромагнитных процессов в трехфазных трансформаторах с процессами в однофазных трансформаторах и причины отличий процессов в них. Применению точных аналитических методов описания электромагнитных процессов в трехфазном трансформаторе и, частности, применению операторного метода с преобразованиями Хевисайда препятствует высокий порядок характеристического уравнения электрической цепи и операторных уравнений токов, решение которых достигается численными методами. Однако при использовании метода аналогии процессов в электрической цепи с шестью фазными обмотками с процессами в цепи с двумя обмотками удается получить частные уравнения мгновенных значений токов в обмотках. Представлены уравнения мгновенных значений токов в фазных обмотках трехфазного трансформатора, полученные на основе принятых допущений, идеализирующих электромагнитный процесс в преобразователе частоты и трансформатора. В статье приводятся расчетные схемы процесса нагрева обмоток и осциллограммы токов переходного процесса при коммутациях силовых элементов преобразователя, позволяющие пояснить характер протекания электромагнитных процессов в блоке «преобразователь - трансформатор» и дать качественную оценку возможности управления этими процессами. Полученные результаты расчетов мгновенных значений токов в обмотках дают сходимость с экспериментальными данными с погрешностью не более 10%. Полученные уравнения позволяют обоснованно решать проблему выбора преобразователя частоты для обеспечения заданной интенсивности прогрева или подсушки трансформатора.
Бесплатно
