Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор и анализ схемно-конструктивных решений ЭДГ. Анализ физических процессов в ЭДН 7
1.1. Принцип действия и классификация ЭДГ 7
1.2. Типы экранов и активных зон ЭДГ 12
1.3. Схемы импульсного конденсаторного возбуждения ЭДГ 18
1.4. Общая структура ЭДН и его физическая модель 28
1.5. Приближенный анализ индуктивных параметров и электромагнитного момента ЭДГ 36
Глава 2. Математические модели процессов в ЭДГ и ЭДН 46
2.1. Математическая модель первого типа 47
2.2. Математические модели второго типа 54
2.3. Основные соотношения энергетического баланса в ЭДН 60
Глава 3. Анализ результатов математического моделирования электромеханических процессов в ЭДГ и ЭДН 64
3.1. Импульсный ток нагрузки и токи в обмотках ротора 64
3.2. Энергия импульса тока в нагрузке и КПД ЭДГ 82
3.3. Угловая скорость и электромагнитный момент ЭДГ в процессе генерирования и отбора кинетической энергии от МН 90
Глава 4. Основные положения расчета параметров ЭДН 98
4.1. Расчет главных размеров и массогабаритных показателей ЭДГ 98
4.2. Предельная энергия ЭДГ 103
4.3. Методика приближенной оценки теплового состояния активных частей ЭДГ 106
4.4. Основные типы маховиков и запасаемая кинетическая энергия 118
4.5. Расчетная мощность и масса разгонных двигателей 127
4.6. Масса электроэнергетической системы с ЭДН 131
4.7. Сопоставление расчета с экспериментальными данными, полученными на макете ЭДН 136
4.8. Рекомендации по созданию образцов ЭДГ для ЭДН 146
Заключение 156
Библиографический список использованной литературы
- Схемы импульсного конденсаторного возбуждения ЭДГ
- Математические модели второго типа
- Угловая скорость и электромагнитный момент ЭДГ в процессе генерирования и отбора кинетической энергии от МН
- Основные типы маховиков и запасаемая кинетическая энергия
Схемы импульсного конденсаторного возбуждения ЭДГ
Этот тип ЭДГ наиболее эффективен в неявнополюсном исполнении или с двусторонней явнополюсностью на статоре и роторе, что позволяет добиться идентичности параметров распределенных или сосредоточенных обмоток статора и ротора, обтекаемых одним и тем же током.
При одинаковой форме кривой распределения в пространстве и равенстве величин МДС обмоток статора и ротора в режиме "противовключения" полюсов (при повороте ротора на 180 электрических градусов) вытеснение поля в эффективный зазор будет наиболее полным.
Во втором типе ЭДГ (ЭДГ-2) имеется ОЯ, подключаемая к нагрузке, и индуктор (И), охваченный пассивным короткозамкнутым экраном (Э) (рис.16), индуктор создает исходное магнитное поле с помощью обмотки возбуждения или постоянных магнитов. Якорь размещается на статоре, индуктор на роторе или наоборот. Когда оси обмоток якоря и индуктора совпадают и эквивалентная индуктивность цепи якоря максимальна, ОЯ замыкается и захватывает исходный поток, а при повороте ротора на 180 потоки статора и ротора будут встречными и примерно равными, если эквивалентная постоянная времени цепи ОЯ превышает время поворота ротора. Магнитное поле вытесняется в область эффективного зазора, индуктивность экранированной цепи якоря становится минимальной, ток ОЯ резко возрастает.
Процессы сжатия поля в ЭДГ-1 и ЭДГ-2 носят подобный характер, несмотря на различия в электрических схемах. ЭДГ-2 снабжается пассивным экраном из электропроводящего материала (медь, алюминий), который является аналогом демпферной обмотки синхронного генератора, но более эффективен в отношении деформации магнитного поля. ЭДГ-2 в соответствии с разработанной в [1] классификацией называется ЭДГ с пассивным экранированием. Экран выполняется в виде сплошного цилиндра (пассивное экранирование) или имеет продольные вырезы, т.е. состоит из взаимосвязанных сегментов с определенной осью симметрии. Если магнитная ось такого экрана совпадает с осью полюсов индуктора, вытеснение поля в зазор будет наиболее полным и ток ОЯ будет максимальным. Однако он носит пиковый характер.
Для некоторых потребителей импульсной мощности необходимо иметь "уплощенную" форму токового импульса, что достигается смещением магнитной оси экрана относительно оси полюсов на определенный угол, в этом случае ЭДГ имеет место пассивное направленное экранирование.
ЭДГ с пассивным экранированием подобны синхронным генераторам с развитыми демпферными обмотками, работающим в режимах, близких к периодическому (циклическому) однофазному или двухфазному внезапному короткому замыканию. В отличие от ЭДГ-1 ЭДГ-2 могут быть выполнены бесконтактными подобно синхронным генераторам с вращающимся выпрямителем или бесконтактным генератором с внутри и внешнезамкнутым магнитопроводом.
Можно выделить также разновидность ЭДГ, обладающего свойствами, как ЭДГ-1, так и ЭДГ-2 - генераторы с пассивными автономными подвижными экранами и неподвижными обмотками, совмещающими функции индуктора и якоря. С помощью многослойных вращающихся экранов исходное поле обмоток статора ОС периодически сжимается, и в этих же обмотках ОС наводится рабочая ЭДС. Электрическая схема ЭДГ третьего типа (ЭДГ-3) подобна схеме ЭДГ-1, т.е. обеспечивает ввод в обмотки ОС начального тока возбуждения от ИВ с последующем переключением на нагрузку. Один из вариантов ЭДГ этого типа, в котором роль подвижных экранов выполняют короткозамкнутые обмотки, приведены нарисів.
На рис.1 г приведена электрическая схема другой модификации ЭДГ-3. В этом типе ЭДГ на роторе располагается периодически коммутируемая обмотка с высокой добротностью (замыкается накоротко и размыкается), которая периодически коммутируется и является аналогом пассивного экрана, применяемого в ЭДГ-2.
ЭДГ-3 можно условно отнести к ЭДГ с активно-пассивным экранированием, который имеет как признаки активного, так и пассивного экранирования магнитного поля.
Этот тип ЭДГ может выполняться как со скользящими контактами, так и бесконтактным, если коммутатор К3 выполнить в виде вращающегося тиристорного устройства, управляемого с неподвижной части ЭДГ через вращающиеся кольцевые трансформаторы, аналогичные таковым для бесконтактного возбуждения сельсинов и поворотных трансформаторов.
Эффективность генерирования импульса тока в нагрузке ЭДГ зависит от глубины модуляции индуктивности Lmax/Lmin. ЭДГ могут выполняться со стальными магнитопроводами или без них. В первом случае снижаются потери на возбуждение, мощность ИВ и достигается высокая степень модуляции индуктивности (Lmax/Lmin достигает величин 100ч-200). Во втором случае потери на возбуждение и мощность ИВ существенно выше, a Lmax/Lmjn имеет порядок
Однако отсутствие стальных сердечников позволяет создавать легкие высокофорсированные ЭДГ с большей частотой вращения ротора и высокой частотой следования импульсов тока. Все типы ЭДГ относятся к классу электрических машин синхронного типа, поскольку частота импульсов связана с частотой вращения и числом пар полюсов.
Математические модели второго типа
При идентичных обмотках статора и ротора значение W для ЭДГ-1 в два раза меньше, чем для ЭДГ-2 и ЭДГ-3. Для ЭДГ без ферромагнитопровода определение /о и Weas проводится аналогично с учетом специфики магнитных систем, значений Хст, Ха и МДС обмоток, например по [12].
Системы уравнений электрических контуров соответственно для ЭДГ-1,2,3 имеют вид: где X H=cooLH/Z6a3 - относительное индуктивное сопротивление нагрузки на частоте о Уравнения (2.7)-(2.9) дополняются уравнениями движения МН и ротора ЭДГ после достижения заданной угловой скорости Q0 и отключения РД: электрических радианах, у0 - угол подключения нагрузки, М э - мгновенное значение относительного электромагнитного момента ЭДГ, М 0 относительный момент потерь холостого хода, Т j= х у г.г7 - безразмерная / Р Ч баз электромеханическая постоянная времени, ІЕ=ІМН ЗДГ - суммарный момент инерции. В дальнейшем предполагается М 0«М э. Потокосцепления в (2.8) для ЭДГ-2 определяются выражениями \Р і =Х п / , +Х 12/ 2+Х і з / з=(Х 0і +X a)z і +X acosy f2+X\sm(y+a)i 3, yiJ 2=X 22i 2+Х 21ї 1+X 23/ 3=(X a2+X a)/ 2+X aCOSy Л+Х вІПСС І 3, (2.11) vF 3=X 33 3+X 32 2+X 3i/ i=(X a3+X a)i 3+X asinai 2+X asin(y+a)z 1. Для ЭДГ-1 и ЭДГ-3 при отсутствии пассивных экранов потокосцепления определяются из (2.11) при следующих условиях - для ЭДГ-1: / з=0; "\=0 и і\ч\=ґ; для ЭДГ-3: / 3=0 и 0. Если в ЭДГ-1 и ЭДГ-3 используется экран для получения заданной формы импульса тока, то потокосцепления определяются по (2.11), а (2.7) и (2.9) дополняются уравнением для экрана, как в системе (2.8).
Снижение угловой скорости в конце каждого цикла генерирования соответствует условию энергетического баланса ЭДН: AWKHH=0,5 J2(Qo2-QK2)=WH2Abr, (2.15) где WH2 - суммарная энергия в нагрузке за к циклов генерирования; J2 - суммарный момент инерции маховика и ротора ЭДГ; г)эдг -КПД ЭДГ; AWKHH - отбираемая ЭДГ кинетическая энергия за к циклов генерирования; QK - угловая скорость в конце k-го цикла генерирования; Q0, о - начальная угловая скорость и угловая частота перед началом генерирования импульсов (перед подключением нагрузки ЭДГ), до которой разгоняется ЭДН.
При постоянной энергии WH=const в каждом цикле генерирования WH2=W„-NU, где Nu - число циклов генерирования в серии импульсов, определяемое тепловым режимом и системой охлаждения ЭДГ. При WH=const в относительных единицах угловая скорость в конце к-го цикла составит к=ю к= Vі- KW» / л WKHH0 , k= 1,2,3 -Nu, (2.16) где Q K= QK/Q0; G K=CQK/CQO; WKHH0=0,5J2Q02 За число Nu циклов генерирования, определяемое тепловым режимом ЭДГ как предельно допустимое, от маховика МН и ротора ЭДГ отбирается часть (а) накопленной кинетической энергии AWKHH= flWKHH0. При этом угловая скорость снижается от Q0 до Qmin из условия
Допустимое снижение угловой скорости до Qmin и доля отбираемой энергии от МН и ротора ЭДГ (значение а) за Nu циклов генерирования при WH-const в каждом цикле определяется возможностью увеличения индукции Bgo посредством регулятора РВ тока возбуждения /0 и ограничивается насыщением магнитной цепи ЭДГ с ферромагнитопроводом. Для поддержания WH-const в каждом цикле генерирования серии из Nu циклов в процессе регулирования тока возбуждения /0 в паузах между циклами должно соблюдаться условие
B50minCOoV=B6OmaxCOminV=COnSt. (2.20) ЕСЛИ ОГраНИЧИТЬ B80max/BSOmin b, то comin co0 №SOain/BSOnm , (2.21) где v«0,554-0,7 в зависимости от характера нагрузки (параметра PH=X„/RH), который определяет степень влияния тока нагрузки на магнитное поле и напряжение на нагрузке. При активной нагрузке ЭДГ v«0,72 и comin coo/ 7-v - Это установлено на основе анализа результатов математического моделирования (глава 3). Если принять Ь 1,4, что обычно принимают для синхронных генераторов при работе с переменной частотой вращения, то co min 0,65. Из (2.19) при со min 0,65 получаем я 0,58. Это означает, что при генерировании серии импульсов из N„ циклов с суммарной энергией W„s-W„NU от МН и ротора ЭДГ может отбираться не более 58% накопленной кинетической энергии WKHHo- Отбор энергии от МН более 0,58WK„Ho И снижение (Omin 0,65coo приводит к снижению энергии импульсов в конце серии, так как увеличение /о с помощью РВ при a min 0,65coo не эффективно из-за насыщения магнитной цепи, если Bomax/B80min l54 при традиционном для электрических машин с ферромагнитопроводом выборе уровня индукции В0т;п. Такое ограничение не имеет места в ЭДГ без ферромагнитопровода, и в ЭДН с ЭДГ этого типа принципиально возможен больший отбор кинетической энергии при WH=COnst И более НИЗКИХ ЗНачеНИЯХ (О min, Q min Полная запасаемая кинетическая энергия определяется как W WK„Ho=WMH+WP3flr=——, (2.22) ачэдг где WMH, Wp эдг - кинетическая энергия, запасаемая маховиком и ротором ЭДГ соответственно. По энергии WMH=WKHHO-WP Эдг оценивается масса маховика с учетом его удельной массы. Из (2.22) следует условие, при котором в ЭДН может отсутствовать маховик (WMH=0). При WH=const это условие выражается как W N \рЭДГ - -, (2.23) аг]эдг Импульсная мощность при понижении со к от импульса к импульсу уменьшается из-за снижения W „к при отсутствии регулирования тока возбуждения (/ о=1) и увеличения периода Тк ІфПк, то есть PHk=WHk/Tk=W Hkc) kP6a3. (2.24) При увеличении / о за счет РВ от импульса к импульсу для поддержания W Hk=W Hi=const снижение Рик происходит в меньшей степени, что важно для ряда потребителей, например твердотельных оптических лазеров. Полученные основные соотношения, основанные на энергетическом балансе ЭДН, в дальнейшем используются для сопоставления с результатами математического моделирования электромеханических процессов.
Угловая скорость и электромагнитный момент ЭДГ в процессе генерирования и отбора кинетической энергии от МН
Для ЭДГ с ферромагнитопроводом при импульсном конденсаторном возбуждении Bomax (0,8-rl,8) Тл, а для сверхпроводниковых Bsomax 2 Тл. При прочих равных условиях: а, р, 8 Эф, Bso абсолютное значение электромагнитной энергии сжатого поля пропорционально активному объему ЭДГ (D /=D X). Увеличение D ограничивается механической прочностью ротора, т.е. предельно допустимой окружной скоростью Vnpe 7iDn (поскольку D«Dp0T), а осевая длина / - допустимым прогибом вала в динамических режимах и условиями охлаждения. Для синхронных машин A,max«2,5-5, а Упред=(80-200)м/с.
Предельная энергия WyПpeд D2maxA,rnax, a Dmax=—— (п-об/с). Чем меньше где W „ npefl=W н max _ максимальная относительная энергия при чисто активной нагрузке RH«0,1, соответствующей максимальным значениям относительной энергии (рис.32), по результатам математического моделирования.
Увеличение р снижает абсолютное значение предельной энергии, но одновременно снижает длительность импульса тока tH=— в беспаузном между циклами режиме. При малом р=1-г2 и заданной малой длительности импульса необходимо повышать п, что приведет к снижению предельной энергии импульса при прочих равных условиях. Поэтому выбор р должен осуществляется компромиссно между требуемыми WH и tH. Предельная импульсная мощность определяется как и снижается обратно пропорционально рп2. Удельная предельная энергия в нагрузке с учетом (4.И) будет 2 _kmn2a\\--a)B2S0mz% WH уд ПрЄД "нпред/М Г ГЇ 2 7 2 j \ lQ) 2ц ЯзфР kDk,ycp Удельная энергия и удельная масса по энергии М w=l/ W„ уд пред не зависят от п0, А-тах, Упред, а удельная масса по импульсной мощности снижается с увеличением п и частоты следования импульсов в беспаузном режиме f=fH=pno подобно традиционным синхронным машинам. Расчетные оценки по (4.13) и (4.16) для ЭДГ с параметрами кин=0,5; а=0,65; max=3; Vnpefl=90 м/с (явнополюсное исполнение с ферромагнитопроводом); kD=l,5; к/=1,6; п=12000 об/мин (200 об/с); р=1; 5%=0,02; В80тах=1Тл; JLXO=4тс-10 Гн/м приводят к следующим результатам: WH пред=160 кДж; W„ Уд npeA=WH пред/М= 1 кДж/кг, МудРн=0,005 кг/кДж. При В5о=0,7 Тл; WHI4Xy,=80 кДж и №нудПред=0,5 кДж/кг.
Увеличение прочности роторов ЭДГ до Упред=200 м/с (синхронные машины специального исполнения), применение лучших электротехнических сталей и импульсного возбуждения (Воотах=1 5 Тл) при тех же прочих параметрах позволяет ожидать WH пред МДж; WH уд пред=2,3 кДж/кг; MWWH=0,44 кг/кДж; МудР„=0,002 кг/кДж.
Дальнейшее увеличение W„ пред возможно лишь понижением частоты вращения п с соответствующим увеличением относительной массы по 106 импульсной мощности Муд РН и увеличением длительности импульса тока при p=const. Так при п=3000 об/мин (50 об/с); -Vnj =200 м/с; В50тах=1,5 Тл, и прочих тех же параметрах: \УНПред=260 МДж; М.уд и=0,44 кг/кДж; Мудрн=0,01 кг/кДж.
Методика предназначена для определения допустимого числа циклов генерирования, исходя из теплового состояния ЭДГ.
Несмотря на то, что ЭДГ имеет достаточно сложную конструкцию, для приближенных расчетов нестационарного процесса нагрева и охлаждения активных частей ЭДГ может быть использована теория нагрева идеального и однородного в тепловом отношении тела, под которым понимается тело с бесконечно большой теплопроводностью, со всех внешних поверхностей которого происходит равномерное охлаждение постоянной эффективности. Такой подход часто используется при расчете теплового состояния традиционных синхронных машин работающих в нестационарных режимах [34-36].
Процесс нагрева однородного тела выражается уравнением Qdt=Mcd0+aS0dt (4.18) где Qdt - тепло, выделяемое телом; McdG - тепло, обуславливающее нагревание тела; aSOdt - тепло рассеиваемое с поверхности тела в окружающее пространство; с - удельная теплоемкость; М - масса тела; a - коэффициент теплоотдачи; S - площадь теплоотдающей поверхности; 0 - превышение температуры тела над температурой охладителя; Q - тепло выделяемое телом в единицу времени.
В ЭДГ источником выделяющегося тепла являются потери подобные таковым в синхронных генераторах традиционной конструкции. Для 107 нестационарного режима работы эти потери зависят от времени Q=P(t), и уравнение теплового баланса принимает вид: P(t)=McdG/dt+(l/Rt)-G, (4.19) где Rt=l/aS - тепловое сопротивление, соответствующее процессу конвективной теплоотдачи с поверхности тела.
В общем случае тепловое сопротивление R является функцией времени. Данное условие выполняется при переменной угловой скорости если ЭДГ имеет принудительное охлаждение, например, самовентиляцию. При естественном охлаждении можно принять, что тепловое сопротивление постоянно Rt=const. Оценку допустимого числа циклов генерирования при соответствующей системе охлаждения ЭДГ проведем при постоянной угловой скорости co(t)=const. В данной работе решение уравнения теплового баланса проводилось в модели ЭДН с маховиком с большой инерционной постоянной (T j=1000000), т.е. co(t)«const.
Основные типы маховиков и запасаемая кинетическая энергия
На кафедре "Электроэнергетические и электромеханические системы" МАИ разработан и создан макетный образец ЭДГ со щеточным скользящим контактом для работы по схемам ЭДГ-1, ЭДГ-2 и ЭДГ-3 со следующими данными: D=0,15 м; /=0,5 м; А=3,3; 8=0,5-10" м; р=2; Wi=28; W2=24; п0 6000об/мин; В5о=0,5Тл; г0=( 100 -200)А соответственно в схеме ЭДГ-1, и ЭДГ-2, ЭДГ-3 при п0 6000 об/мин; V0=50 м/с.
Общий вид макетного ЭДН без маховика с разгонным двигателем постоянного тока показан на рис.45. Экран-вытеснитель прямоугольного профиля, охватывающий полюс ротора с обмоткой включая лобовые части, выполнен с разрезом в плоскости, перпендикулярной проводникам (рис.2). Благодаря разрезу вихревые токи, возникающие в экране, не замыкаются вокруг полюса и не образуют короткозамкнутых электрических контуров по продольной оси, не препятствуя проникновению поля начального возбуждения при возбуждении со стороны статора в схемах ЭДГ-1 и ЭДГ-3. Продольный экран для работы по схеме ЭДГ-2 в макете ЭДГ создавался дополнительной алюминиевой вставкой, закрепленной в разрезе экрана. Толщина экрана Дэ=5мм.
Экспериментальное определение параметров макетного ЭДГ проводилось с целью использования их для расчетов токов и энергии в
Схемы экспериментального определения эквивалентной индуктивности ЭДГ методом статического трансформатора импульсе (по эквивалентной индуктивности). Экспериментальное определение эквивалентной индуктивности L3KB (индуктивного сопротивления Хэкв-юЬэкв) проводились с использованием известного для определения сверхпереходных и переходных параметров синхронных машин метода поворотного статического трансформатора. На рис.46 (I, II, III) представлены электрические схемы экспериментального определения Ьэкв(Хэкв) соответственно для ЭДГ-1, ЭДГ-2 и ЭДГ-3. Эксперимент проводился на частоте 400 Гц при напряжении U«10B. Низкое напряжение в эксперименте использовалось с целью исключения влияния потерь мощности в стали при определении приведенного активного сопротивления экрана. Активные сопротивления обмоток Rb R2 определены непосредственным измерением.
Приведенное активное сопротивление экрана определялось при разомкнутой обмотке ротора R э=Р /1 "-R-1, где Pw и I - измеренные потребляемая мощность и ток. Эквивалентные индуктивные и активные сопротивления в функции угла поворота ротора определялись с использованием выражения где U=U(y), I=I(Y) - измеренные при фиксированных у действующие значения напряжения и тока при замкнутой накоротко обмотке ротора, Pwy -измеренная потребляемая мощность.
Экспериментальные зависимости Хжв=ї(у) для трех схем включения ЭДГ показаны на рис.47. Физически экспериментальные зависимости Хэкв(у) для трех схем включения обмоток макета ЭДГ объясняются следующим образом. В макете ЭДГ по схеме включения обмоток рис.46 I (схема ЭДГ-1) использовался поперечный экран. В силу ортогональности оси обмотки статора
Значения эквивалентных индуктивностеи: а - для ЭДГ-1; б - для ЭДГ-2; в - для ЭДГ-3 и магнитной оси поперечного экрана при узл=0 и узл=180 электрических градусов экран не влияет на значение X3KBi(0)=:Xmaxi и X3KBi(180)=Xm;ni. Они определяются только активным экранированием обмотки ротора в зависимости от угла поворота уэл. При уэл=0 экранировании потока статора обмоткой ротора нет, так как они включены согласно и X3KBl(0)=Xmaxi. При уэл=180 обмотки статора и ротора включены встречно, происходит активное экранирование (вытеснение потока в зазор при отсутствии экранирования поперечным экраном) и X3KBi(180)=Xmini. Экранирующее действие поперечного экрана проявляется в диапазоне 0 уэл 180. Наибольшее экранирование поперечным экраном проявляется при уэл«90, когда его магнитная ось совпадает с осью обмотки статора при отсутствии активного экранирования обмоткой ротора, так как при узл=90 магнитные оси обмоток статора и ротора ортогональны.
В результате экранирующего действия поперечного экрана зависимость Х3кві(Узл) отличается от косинусоидальной (пунктир рис.47а) с периодом 360 и содержит гармонический спектр, но минимальное и максимальное значения Х3кві(Узл) остаются такими же, как и при отсутствии поперечного экрана, что дает основание при моделировании представить переменную составляющую зависимости Хзкві(узл) первой гармоникой.
Экспериментальное определение Хзкв2(уэл) и Хэкв3(уэл) ЭДГ-2 и ЭДГ-3 проводилось по аналогичным схемам рис.46 II и III при короткозамкнутой обмотке ротора, так же как и при экспериментальном определении параметров Xd" и Xq" синхронных машин методом статического трансформатора. Целью являлось выявление продольного и поперечного экранов на кратность изменения эквивалентной индуктивности от угла уэл при аналогичных схемах включения обмоток. На роторе макета по схеме ЭДГ-2 установлен продольный экран (в разрезе закреплена алюминиевая вставка), а на роторе ЭДГ-3 -поперечный экран (с разрезом). Поперечный экран ЭДГ-2 экранирует поток статора при уэл=0 и уэл=180, когда оси обмоток статора и ротора совпадают с магнитной осью экрана и ХэКВ2(0)=ХЭКВ2(1800)=Хтп2 (аналог Xd" синхронной машины с демпферной обмоткой). При уэл=±90 экранирующее действие продольного экрана и обмотки ротора при взаимноортогональном расположении осей обмотки статора и магнитной оси продольного экрана минимально за счет локальных вихревых токов в стенках коробчатого экрана (идеально экранирующее действие не имеет места) и ХЭКВ2(±90 )=Хтах2. В схеме ЭДГ-3 при Уэл=0 и уэл=180 поток статора не экранируется экраном, но экранируется короткозамкнутой обмоткой ротора и Хэквз(0)=Хэквз(180)=Хтахз. При уэл=90 поток статора экранируется поперечным экраном, но не экранируется короткозамкнутой обмоткой ротора Хэквз(90 )=Хт}Пз. Кратность изменения Хэкв(уэл) KL=Xmax/Xmjn=Lmax/Lmiri в ЭДГ-2 с продольным экраном много больше, чем в ЭДГ-3 (или ЭДГ-2) с поперечным экраном (соответственно Кьг Ю И KL2«3).
Это подтверждает более высокую эффективность продольного экрана в сравнении с поперечным при генерировании импульсного тока, установленную в результате математического моделирования процессов в ЭДГ-2 с продольным и поперечным (поперечно-продольным экраном) по модели второго типа.
Изменение Хэкв в функции угла поворота уэл в схемах ЭДГ-2 с продольным экраном и ЭДГ-3 с поперечным экраном происходит с вдвое меньшим периодом по сравнению с Хэкв(уэл) ЭДГ-1 подобно тому как изменяется во времени сверхпереходное сопротивление синхронного генератора с демпферной обмоткой от Xd" и Xq" с удвоенной синхронной угловой частотой.
