Ответы на тестовые вопросы 1-38 по основам преобразования энергии в электрических системах, страница 4

При q — 1, согласно выражениям (20-27) и (20-28), для всех гармоник k_pV = ±1 и поэтому ослабления гармоник э. д. с. в обмотке за счет ее распределения в пазах не происходит. Однако если q > 1, то для многих гармоник | k_pV | < k_pl (см. табл. 20-1) и э. д. с. соответствующих гармоник значительно уменьшаются. Это объясняется тем, что э. д. с. катушек катушечной группы для v-й гармоники сдвинуты на углы vy вместо углов Y для v = 1 (см. рис. 20--6, 20-7 и 20-8), в результате чего эти э. д. с. складываются под большими углами и их сумма уменьшается. В то же время, как видно из табл. 20-1, для v = 1 значения k_pl = k_p близки к единице, т. е. распределение обмотки мало влияет на основную гармонику э. д. с

.

Вопрос 25

2. Укорочение шага- очень эффективное средство уменьшения высших гармонических составляющих в кривой ЭДС.

Предположим, что в кривой распределения магнитной индукции  помимо основной существует пятая гармоника и что витки обмотки имеют полный шаг .

В этом случае при обходе витка первая и пятая гармоники ЭДС в одной стороне витка направлены согласно с соответствующими ЭДС, индуцируемыми в другой стороне витка. Таким образом в кривой ЭДС присутствует кроме основной пятая и высшие гармоники

Если сократить шаг обмотки на , то есть сделать шаг , то для пятой гармонической составляющей магнитной индукции стороны витка окажутся в одинаковых условиях, т.е под полюсами одинаковой полярности. Поэтому в сторонах витка индуцируются одинаковые по величине и направлению ЭДС пятой гармоники. То есть при обходе витка они окажутся встречными и взаимоуничтожаться… Если  же укоротить шаг витка на , можно избавиться от третий гармоники, а на - от седьмой.

Вопрос 26

3. Укорочение шага- очень эффективное средство уменьшения высших гармонических составляющих в кривой ЭДС.

Предположим, что в кривой распределения магнитной индукции  помимо основной существует седьмая гармоника и что витки обмотки имеют полный шаг .

В этом случае при обходе витка первая и седьмая гармоники ЭДС в одной стороне витка направлены согласно с соответствующими ЭДС, индуцируемыми в другой стороне витка. Таким образом в кривой ЭДС присутствует кроме основной седьмая и нечетные гармоники

Если сократить шаг обмотки на , то есть сделать шаг , то для седьмой гармонической составляющей магнитной индукции стороны витка окажутся в одинаковых условиях, т.е под полюсами одинаковой полярности. Поэтому в сторонах витка индуцируются одинаковые по величине и направлению ЭДС седьмой гармоники. То есть при обходе витка они окажутся встречными и взаимоуничтожаться… Если  же укоротить шаг витка на , можно избавиться от третий гармоники, а на - от пятой.

Вопрос 26

Для того, чтобы увеличить КПД машины, то есть уменьшить потери, нужно обеспечить в воздушном зазоре синусоидальное поле. Получить такое поле можно, сделав обмотку с укороченным шагом, распределить обмотку или сделать косые пазы.

Если принять β = 5/6 для седьмой гармоники, то коэффициент укорочения будет равен:

К_ук7 = sin7*5/6*π/2 = 0.259

К_р7 = К_ук7* K_об7

Тогда ЭДС

E₇ = π*2^(1/2)*f₇*W₇*K_об7*Ф_7.

Из формулы следует, что негативное влияние седьмой гармоники увеличится в 0,259 раз.

Все гармоники выше первой подавить не получится. Изменяя коэффициенты укорочения, мы увеличиваем влияние, например,  седьмой гармоники, ослабляя действие пятой.

Коэффициент распределения обмотки можно записать так:

К_рν = sin(ν*π/2/m)/(q*sin(ν*π/2/m/q))

Вопрос 27

Если полагаться на формулу для магнитного потока ,

Где - индукция в зазоре нютой гармоники, - длина зазора,

 и на выражение для ЭДС , то величина ЭДС зависит от частоты, числа витков в пазу, обмоточного коэффициента, индукции в зазоре и геометрии электрической машины.