Содержание к диссертации
Введение
1. Несимметрия в сельских сетях, методы и средства по её снижению 10
1.1. Несимметрия в сельских сетях и её влияние на работу электроустановок 10
1.2. Методы и средства для снижения несимметрии напряжений и токов в сельских сетях 12
1.3. Классификация симметрирующих устройств и требования к ним 15
1.3.1. Классификация симметрирующих устройств... 15
1.3.2. Требования к симметрирующим устройствам... 15
1.4. Задачи исследований 17
2. Трансформаторные симметрирующие устройства с вращающимся и пульсирующим магнитными полями для снижения несимметрии в сельских сетях 19
2.1. Трансформаторные симметрирующие устройства с вращающимся магнитным полем 19
2.2. ТСУ с пульсирующим магнитным полем 31
2.2.1. Схемы ТСУ на базе однофазного трансформатора 31
2.2.2. Схемы ТСУ на базе трёхфазного трансформатора 39
3. Анализ схем трансформаторного симметрирующего устройства с вращающимся магнитным полем 46
3.1. Принцип построения схем ТСУ 46
3.2. Обоснование метода анализа ТСУ 49
3.3. Составление системы уравнений ТСУ 52
3.4. Решение системы у равнений 61
3.5. Определение коэффициента неуравновешенности напряжений ТСУ 72
3.6. Регулировочные характеристики ТСУ 74
3.7. Выводы по третьей главе 94
4. Анализ схем трансформаторного симметрирующего устройства с пульсирующим магнитным полем 97
4.1. Система уравнений ТСУ 97
4.2. Система уравнений реального ТСУ
4.3. Схема замещения ТСУ 109
4.4. Соотношения между коэффициентами несимметрии токов и напряжений 112
4.5. Выводы по четвёртой главе 114
5. Экспериментальное исследование схем трансформаторных симметрирующих устройств с вращающимся и пульсирующим магнитным полем 116
5.1. Исследование ТСУ с вращающимся магнитным полем. 116
5.1.1. Схема экспериментальной установки 116
5.1.2. Результаты экспериментального исследования ТСУ с вращающимся магнитным полем... 118
5.2. Исследование ТСУ с пульсирующим магнитным полем ЇЗІ
5.2.1. Схема экспериментальной установки 131
5.2.2. Результаты экспериментального исследования ТСУ с пульсирующим магнитным полем.. 131
5.3. Анализ нагрузки однофазных сварочных трансформаторов 139
5.4. Номограмный метод определения величины симметрирующего элемента ТСУ в несимметричном режиме. 145
5.5. Выводы по пятой главе 148
6. Технико-экономическое обоснование применения ТСУ для симметрирования однофазных сельскохозяйственных нагрузок, подключаемых к трехфашым распределительным сетям 150
6.1. Анализ весимметрии у сельскохозяйственных потребителей и рекомендации по выбору мощности ТСУ 150
6.2. Экономическая эффективность применения ТСУ.. 153
6.3. Особенности электроснабжения сельскохозяйственных потребителей 157
6.4. Расчёт потерь мощности в сети при симметричном и несимметричном режимах работы 160
Основные выводы и рекомендации 166
Список использованных источников 168
Приложения 179
- Методы и средства для снижения несимметрии напряжений и токов в сельских сетях
- Трансформаторные симметрирующие устройства с вращающимся магнитным полем
- Принцип построения схем ТСУ
- Система уравнений ТСУ
Введение к работе
Продовольственная программа - и в хозяйственном, и в политическом плане - является центральной проблемой текущего десятилетия /2/. Одним из основных направлений реализации этой программы является всемерное улучшение использования производственно-тех -нического потенциала агропромышленного комплекса, значительное повышение отдачи от капитальных вложений и материальных ресурсов, борьба за экономию и бережливость /2/. В решении такой грандиозной программы Коммунистическая партия СССР придает большое значение дальнейшему развитию электрификации сельского хозяйства как важнейшему средству ускорения технического прогресса.
В Основных направлениях экономического и социального разви -гия СССР на I98I-I985 годы и на период до 1990 года намечается довести к 1985 году производство электроэнергии до 1550-1600 млрд. кВт-ч, предусмотрено дальнейшее повышение эффективности общест -венного производства, улучшения качества продукции, бережливое использование материальных ресурсов, в том числе топливно-энергетических /I/. Планируется довести отпуск электроэнергии к 1985 году до 170-190, а к 1990 году до 210-230 млрд. кВт-ч /4/.
Как отмечено в речи Ю.В.Андропова на Пленуме ЦК КПСС 22 ноября 1982 года: "Очень важно по-хозяйски использовать уголь, газ, нефть, нефтепродукты, тепловую и электрическую энергию. Это требует...широк ого внедрения энергосберегающих техники и технологии".
Качество электроэнергии существенно сказывается на экономических показателях сельскохозяйственных предприятий и надежности работы электрических установок.
Рост энергоемкости, количественное и качественное изменение структуры и характера электроприемников сельскохозяйственных предприятий привели к необходимости разработки мероприятий по улучшению показателей качества электроэнергии в сельских распределительных электрических сетях.
Под качеством продукции, согласно ГОСТ 15467-79, понимается "совокупность свойств продукции, обусловливающих ее пригодность удовлетворять определенные потребности в соответствии с ее назначением, "т.е. потребительная стоимость продукции. На современном этапе развития электроэнергетики это определение качества, применительно к электрической энергии, должно быть дополнено требованиями по обеспечению экономичности, эргономичноети и эстетичности процессов, связанных с потреблением электроэнергии. Для количественной оценки качества электроэнергии необходима такая система показателей, чтобы качество было измеримым, сравнимым и доступным для контроля и управления. И такая оценка была введена в нормирующем документе: ГОСТ 13109-67 "Нормы качества электрической энергии у ее приемников, присоединенных к электрическим сетям общего назначения" /20/.
Присоединение сетей сельского электроснабжения к госудэрствеввым энергетическим системам создало предпосылки для массового использования электроэнергии в сельском хозяйстве. Однако присоединение к сетям с.х. электроснабжения однофазных потребителей /коммунально-бытовая нагрузка, сварочное оборудование, индукционные печи, всевозможные нагреватели и другое специальное оборудование/ вызывает несимметричные режимы работы этих сетей.
Изучение в советском союзе и за рубежом режимов работы сельских распределительных сетей показало, что имеет место недопустимо большая несимметрия токов и напряжений. В реальных условиях эксплуатации несимметричный режим является обычным рабочим режимом сельской сети 0,28/0,22 кВ во всех природно-климатических зонах СССР /86/.
Несимметрия напряжений и токов в сельских электрических сетях вызывает резкое ухудшение технико-экономических характеристик элементов сети, снижение эксплуатационной надежности, сокращение срока службы электрооборудования и другие отрицательные явления в сетях и нагрузке.
Повышение качества электрической энергии, одним из важных показателей которого является несимметрия напряжений и токов трехфазных электрических сетей, существенно влияет на эффективность использования оборудования и технологических процессов, а следовательно, и на производительность груда и качество производимой сельскохозяйственной продукции.
Таким образом, приобретают большое значение исследования несимметрии в сельских распределительных сетях, а также принятие мер по разработке эффективных методов и средств снижения несим -метрии в сетях с.х, назначения.
В настоящее время в нашей стране проводятся научно-исследовательские работы по изучению и повышению качества электроэнергии в электрических сетях. В этих работах принимают участие такие организации, как ВНИИЭ, ЭНИН им.Г.М.Кржижановского, ИЭД АН УССР, Московский институт инженеров сельскохозяйственного производства, ВЙЭСХ, Харьковский институт механизации и электрификации ex., Академия коммунального хозяйства им.К.Д.Памфилова и др.
Исследований несимметричных режимов электрических сетей и электрооборудования посвящено большое число работ: А.И.Адаменко, Й.А.Будзко, С.П.Лебедева, М.С.Левина, Й.И.Мартыненко, СМ. Рожав-ского, И.В.Жежеленко, В.Г.Кузнецова, Ю.Ф.Свергуна, А.Е.Мурадяна, Ф.Д.Косоухова, С.Д.Левитова, Л.А.Солдаткиной и др.
Разработка и исследование симметрирующих устройств отражены в работах А.Н.Миляха, А.К.Іидловского, В.А.Кулинича, Ф.Д.Косоухова, Й.В.Мостовяка, А.Д.Музыченко и др.
Настоящая работа посвящена исследованию параметров и режимов работы трансформаторных симметрирующих устройств с вращающимся и пульсирующим магнитными полями.
В первой главе на основе литературных данных проводится анализ несимметрии в сельских сетях и ее влияние на работу электрооборудования, приводятся классификация симметрирующих устройств /СУ/ и требования, предъявляемые к ним. Сформулированы задачи исследования.
Во второй главе проводится анализ существующих трансформаторных СУ /ТСУ/ с вращающимся и пульсирующим магнитным полем на базе однофазного и трехфазного трансформаторов.
Третья глава посвящена общему анализу схем СУ, выбору метода теоретического исследования ТСУ. На основании выбранного матема -тического методе составлена и решена система уравнений для ТСУ с вращающимся магнитным полем, найдены основные параметры устройства в функции.параметров нагрузки. Расчет параметров ТСУ на ЭЦВМ позволил построить характеристики ТСУ в различных режимах работы его, предложить вомограммныи метод для уточнения коэффициента мощности на входе устройства.
В четвертой главе рассмотрены схемы ТСУ с пульсирующим магнитным полем. Выявлена общность аппарата теоретического анализа, составлена и решена система уравнений для данного типа ТСУ и найдены основные параметры его в аналитической форме для идеального случая, составлена система уравнений для ТСУ с учетом параметров трансформатора. На основе полученных уравнений и их решений построена схема замещения ТСУ, найдена аналитическая зависимость между коэффициентами несимметрии токов и напряжений.
В пятой главе приведено экспериментальное исследование ТСУ с вращающимся и пульсирующим магнитными полями, в данной главе подтверждены закономерности выводов, сделанных на основе теоретиче -ских исследований, изучены эксплуатационные показатели, проведен анализ параметров характерной однофазной нагрузки, предложен ме 9 тод выбора параметров при дискретном управлении ТСУ.
В шестой главе даны рекомендации по характерным видам нагрузок с.х. назначения, подлежащих симметрированию, проведено технико-экономическое обоснование применения предлагаемых ТСУ.
Методы и средства для снижения несимметрии напряжений и токов в сельских сетях
Как следует из анализа несимметрии в с.х. сетях, в последние годы приобрели весьма важное значение мероприятия по обеспечению симметрии напряжений и токов. Большой опыт исследования методов симметрирования показал несостоятельность некоторых из них. Так, меры по перераспределению нагрузок между фазами не приводят часто к значительным снижениям коэффициентов несимметрии и неуравнове -шенности напряжений из-за наличия вероятностной несимметрии, вызванной неодновременной работой однофазных потребителей /62/.
Питание однофазных потребителей от отдельных линий, например, постоянного тока, потребует значительных капитальных вложений /65/.
Метод внутреннего симметрирования,т.е. перераспределение нагрузок между парами фаз и использование компенсационных батарей конденсаторов для компенсации токов обратной последовательности, может несколько снизить несимметрию, но не решает проблемы. Дан -ный метод применим в случаях, когда однофазная нагрузка имеет большие единичные мощности, не создает вероятностной несимметрии /26, 120/.
Преобразовательный метод связан с преобразованием видов энергии. Передача и преобразование энергии в данном случае осуществляется по схеме трёхфазная сеть-трёхфазный электродвигатель-однофазный генератор-однофазная нагрузка. Такое решение проблемы не нашло широкого применения вследствие значительной установленной мощности и стоимости оборудования, а также больших потерь энергии /65,110/.
Коммутационный метод предполагает циклическую коммутацию однофазной нагрузки к фазам питающей сети. Основными недостатками такого метода являются наличие гармоник в кривой выходного напряжения, связанные с применением нелинейных элементов управления коммутацией и переходными процессами, возникающими при переключениях /86,110/.
Фильтровый метод основан на неодинаковости параметров вращающихся электрических машин по отношению к составляющим различных фазовых последовательностей. Обычно в качестве фильтров используют недогруженные асинхронные электродвигатели. Однако сами электродвигатели весьма чувствительны к несимметрии токов и напряжений, которая приводит к росту потерь и нагреву,снижению располагаемой мощности и к уменьшению срока службы /24,33,37,52,87, 110,123/.
Специальные СУ на основе синхронных компенсаторов с мощной демпферной обмоткой, получившие название фазных уравнителей, не нашли применения вследствие их высокой стоимости, больших потерь электроэнергии и значительных эксплуатационных расходов /65,110/.
Компенсационный метод равномерного распределения несимметричной нагрузки по фазам осуществляется с помощью СУ, которые получили весьма широкое распространение и в нашей стране, и за рубе -жом и в настоящее время являются основными в трехпроводных системах /5,10,13,18,19,27,42,55,56,59,76,80,115,116,118,120,124/.Указанный способ применим и в четырехпроводных электрических сетях, однако в этом случае его возможности ограничены в связи с необходимостью раздельной компенсации составляющих токов нулевой и обратной последовательностей и связанным с ней увеличением числа и установленной мощности симметрирующих элементов /СЗ/. Снижая число СЗ при данном симметрировании, усугубляют симметрию в сети /II, 35,65,109,110/.
Преимущества компенсационного метода - высокие энергетические показатели симметрирования /высокий КПД и низкая установленная мощность/, возможность обеспечения симметрии требуемой точности и использование стандартного оборудования /конденсаторы, реакторы, трансформаторы/, простота и низкая стоимость, возможность решения наряду с симметрированием других проблем повышения качества электроэнергии /увеличения коэффициента мощности сети, регулирования напряжения, устранения высших гармоник, стабилизация режима потребителей электроэнергии и др./ /НО/.
Все симметрирующие устройства можно разделить на три класса: шунтосимметрирующие, компенсационные, преобразующие /рис.1.1/.
Шунтосимметрирующие - это устройства, принцип работы которых основан на "запирании" определенной последовательности величин напряжений или токов. Как правило, данные устройства имеют низкие технико-экономические показатели и находят применение в схемах измерения и управления /16,27,44,66,109/.
Принцип работы компенсационных СУ основан на генерировании токов обратной последовательности, компенсирующих систему токов обратной последовательности вызываемой нагрузкой. СУ данного типа имеют обычно ограниченный диапазон симметрирования при изменении коэффициента мощности нагрузки /65,67,78,80,109/.
В преобразующих СУ используется принцип компенсации пульсирующей мощности нагрузки, как правило, в этих устройствах осущест -вляется преобразование энергии из одного вида в другой. Данный вид СУ имеет высокие технико-экономические показатели,широкий диапазон симметрирования при изменении нагрузки как по величине,так и по углу сдвига фаз /10,18,19,59,65,110/.
Трансформаторные симметрирующие устройства с вращающимся магнитным полем
Классификация существующих методов анализа симметрирующих устройств по данным института электродинамики АН УССР /109/ приведена на рис.3.1.
Все графические методы обладают большой наглядностью и простотой анализа в сложных цепях /15,30,44,53,65,6?,77,80,109,114/.Но они обладают существенными недостатками: большой погрешиостью,необходимостью иметь большой объем исходной информации, конкретностью схемного решения и режима, а поэтому не всегда возможно использовать ЭВМ для расчета параметров и режимов СУ, исходя из этих методов /109/.
Классический метод - один из наиболее простых аналитических методов, но в случаях схем со взаимной индуктивностью применение его связано с громоздкими вычислениями /109,120/.
Метод симметричных составляющих также сопряжен с большим объемом исходной информации и громоздкостью расчётов. Данный метод трудно применим в цепях с магнитными преобразователями. Тем не менее данный метод в комбинациях с другими может дать довольно компактный и точный синтезированный метод исследования СУ /13, 15,43,46,53,56,64-67,88,88,99,109,112,116,117/.
Методам исследования электромагнитных устройств с вращающимся магнитным полем посвящено большое число работ. Так, общие вопросы исследования несимметричных устройств с вращающимся магнитным полем отражены в работах /6-8,17,21,23,28,89,98,99,119/. Вопросам конкретного исследования СУ данного типа посвящены работы /65,109/.
Для исследования симметрирующих устройств с вращающимся магнитным полем наиболее удобными и полно отражающими картину процессов являются методы, описанные в /6,65,99,109,119/. Но при исследовании устройств, имеющих магнитную и геометрическую симметрию, методы, описанные в /65,99,119/ приводят к абсолютно независимой и симметричной системе уравнений в любом режиме работы устройства. Для анализа необходимо дополнительное исследование на взаимность и обратимость и введение дополнительных условий /99/. Метод рвзбиения на различные системы составляющих и приведение к общей магнитной цепи /6/ сопряжен с громоздкостью вычислений.
Общие методы анализа СУ удобны и легко осуществимы в случаях, когда легко построить схему замещения или получить однофазные аналоги и эквиваленты /109/. Данный метод применим в случаях электрических СУ или СУ с преобразованием фаз кратных трём.
Для анализа преобразования трёхфазной симметричной системы напряжений в двухфазную используют линейные преобразования скалярными матрицами /НЕ,ИЗ/. Недостатком данного метода является громоздкость вычислений при определении элементов матрицы преобразования и трудность реализуемости матрицы.
Для анализа ТСУ с вращающимся магнитным полем необходим такой метод, который обладал бы простотой, наглядностью,достаточной точностью и который позволил бы изучить устройство в любом режиме, как симметричном, так и несимметричном.
Такой метод можно получить на основе использования методов: классического,симметричных составляющих и пульсирующих мощностей.
Реальное ТСУ исследовать аналитически полностью довольно сложно: сложный характер кривой намагничивания, зависящий от предыдущего состояния; сложный характер кривой распределения магнитодвижущих сил в пространстве; наличие высших гармоник; зависимость параметров от токов, температуры и многих других факторов.Учёт этих сложных взаимосвязей привёл бы к громоздким системам нелинейных уравнений, а некоторые величины просто не удалось бы выразить аналитически.Поз тому, при анализе схем ТСУ необходимо учитывать главные факторы, пренебрегая второстепенными. Для этого идеализируем устройство, используя следующие допущения:
Принцип построения схем ТСУ
Величина сопротивления симметрирующего элемента в зависимости от нагрузки изменяется по гиперболическому закону. Следовательно, если симметрирующий элемент носит ёмкостной характерно величины ёмкостей представляют собой прямые линии в функции величины нагрузки, если симметрирующий элемент по характеру индуктивный, то характер изменения его индуктивности будет гиперболический. Такой характер изменения параметров симметрирующих элементов представляет практический интерес при создании схемы ТСУ с автоматическим регулированием.
В экономических схемах, с одним симметрирующим элементом,для реализации симметрии на входе ТСУ необходимо уравновесить пульсирующие мощности нагрузок и СЭ. В предлагаемых схемах для этого необходимо обеспечить соответствующую фазу напряжения на СЭ по отношению напряжения нагрузки по условию С 3.10 ). Как известно из теории электрических машин, угол будет определяться соотношением витков вторичных обмоток, к концам которых подключается нагрузка f-azcl$ - . для нагрузки с коэффициентом мощности , равным единице, необходимо, чтобы этот угол равнялся 45, при %= 30 / = 30, Ун = 45, if = - 22,5 и т.д. При этом напря -женйе на нагрузке для каждого случая должно равняться 220 В. При коэффициенте мощности нагрузки, равном единице, и напряжении 220 В напряжение на симметрирующем элементе будет в f Z раз больше, чем на нагрузке. При уменьшении коэффициента мощности нагрузки это напряжение будет расти и при if„ - 30 достигнет f 3 UH . В соответствии с этим, при обеспечении мощности, необходимой для симметрирования однофазной нагрузки, будет увеличиваться сопротивление симметрирующего элемента. В случае / = 45 сопротивление СЭ будет в два раза больше сопротивления нагрузки. Таким образом, с энергетической точки зрения экономически целесообразно применять ТСЗГ в таких режимах, при которых сопротивление СЭ не менее чем в два раза превышает сопротивление нагрузки. Для удобства такого рассмотрения на всех кривых приведены сопротивления симметрирующих элементов в относительных единицах, причём за базисное принято номинальное сопротивление нагрузки.
При равенстве угла $ = 45 величины сопротивлений СЭ при равенстве нагрузок равны бесконечности, т.е. симметрирующий элемент ве требуется, при номинальном значении одной из нагрузок величина СЭ меняется от двухкратного значения до десятикратного в зависимости от величины второй нагрузки, при изменении и первой нагрузки до пятикратного значения мощность СЭ значительно падает /рис.3.10/.
Аналогичная картина наблюдается и при « s 40 /рис.2.5 приложения/. Изменение угла нагрузок при этих величинах фазы напряжения на СЭ не отражается существенно на экономичности схемы,т.е. мощность СЭ остаётся невысокая в широком диапазоне изменения нагрузок /рис.2.1 приложения/. С уменьшением угла ф разброс начальных точек кривых уменьшается и достигает однократного значения базисного сопротивления. Это происходит при равенстве второй нагрузки номинальному значению и в этом случае работа ТСУ не экономична из-за завышенной мощности СЭ. Эксплуатация схемы целесообразна при соотношении нагрузок один к двум /рис.2.2-2.4 приложения/. При таком соотношении нагрузок во вторичной цепи ТСУ образуется уравновешенная система токов и,как следствие, симметрия токов в первичной цепи. В работе часто повторяется термин симметрия токов, а не напряжений. Следует указать, если принять источник питания симметричным, что в значительной мере соответствует действительности, то основная доля несиммегрии вызывается неравными падениями напряжений в фазах, вызываемыми неравными токами, поэтому, говоря о симметрии или несимметрии, мы подразумеваем симметрию или несимметрию именно токов фаз и задача симметрирования сводится к снижению именно токовой несимметрии /65,110/. На рис.3.II и 2.6-2.8 приложения представлены зависимости величин сопротивлений СЭ при изменении коэффициента мощности нагрузок и различных соотношениях нагрузок. Как видно из рисунков, при уменьшении угла f и высоком коэффициенте мощности одной из нагрузок коэффициент мощности другой должен снижаться с целью экономии мощности СЭ.Если при этом одна из нагрузок уменьшается по величине, то соответственно первую нагрузку нужно выбирать с более низким коэффициен -том мощности. Так например, если мощность коммунально-бытовой нагрузки, включаемой в одно плечо ТСУ, незначительна, то целесообразно в данном случае в другое плечо включить индуктивную, например, сварочную, нагрузку, превосходящую активную по мощности. С увеличением угла / целесообразнее применение нагрузок с высоким коэффициентом мощности /рис.2.7, 2.8 приложения/. Схемы с величиной Ф = 40 следует считать целесообразными при питании активных и близких к ним по характеру нагрузок. Следует указать, что сельскохозяйственные однофазные нагрузки в основном отличаются значительными коэффициентами мощности, доходящими до величин 0,9-1,0 /14,22/.
Система уравнений ТСУ
Для проведения экспериментального исследования трансформа -торного симметрирующего устройства с вращающимся магнитным полем использовалось ТСУ, выполненное на базе асинхронной машины с фазным ротором /фазорегулятор/ типа ФР-52/У4.
Поворот ротора относительно статора осуществлялся с помощью червячного редуктора и положение его фиксировалось по шкале, проградуированной в электрических градусах /рис.5Л/.
Для исследования влияния различного соотношения витков в фазах вторичной цепи была изготовлена специальная модель ТСУ мощностью 500 ВА /рис.5.2/. Для изготовления модели ТСУ использо -вался статор обычного асинхронного двигателя, в пазы которого были уложены первичная и две вторичные обмотки. В расточку статора запрессовывалось кольцо из трансформаторной стали, длина пакета которого равнялась длине пакета статора, а ширина выбиралась из условия: не меньше ширины спинки статора; ширина же спинки - из условия равенства или больше суммы ширины зубцов, приходящихся на половину полюсного деления /28/.
С помощью измерительных приборов /класс точности не ниже 0,5/ пофазно фиксировалась величина токов, напряжений и углов сдвига фаз, линейные напряжения, а также ток, напряжение и коэффициент мощности нагрузки.
ТСУ исследовалось в широком диапазоне изменения нагрузки , причём нагрузка принималась активная и активно-индуктивная.При этом коэффициент мощности нагрузки фиксировался постоянным, а величина изменялась в требуемом диапазоне. В качестве нагрузки использовались специально изготовленные резисторы с сопротивлением 5 Ом и рассчитанные на ток до 50 А, а также набор реостатов с различными параметрами. Активная нагрузка реализовалась соответствующим подбором и схемой соединения резисторов и реостатов /рис.3.1, 3.2 приложения/, в качестве индуктивной нагрузки использовалась специально изготовленная катушка индуктивности, параметры которой регулировались изменением числа её витков с помощью пакетного переключателя и плавным изменением воздушного зазора /рис.3.2 приложения/.
Такая схема экспериментальной установки позволяет достаточно точно исследовать параметры ТСУ в симметричном и несимметричном режимах работы без использования фильтров симметричных составляющих токов и напряжений. Симметричный режим СЙГ устанавливался по равенству токов в фазах на входе устройства по величине и фазных углов. Пятикратное повторение опыта давало возможность убедиться в достаточности точности используемой методики, максимальное расхождение повторных показаний приборов не превышало 2%.
С целью оценки возможности создания симметрирующего устройства без реактивных элементов было исследовано устройство, выпол -ненное на базе асинхронного двигателя с фазным ротором по схеме Б.Т.Пославского /рис.2.7/. Исследования некоторых авторов /59,65/, а также наши попытки создания устройства с минимальным числом регулируемых элементов показали, что при изменении нагрузки по ве -личине и углу сдвига фаз минимально необходимое число регулируе -мых элементов равно двум. Причём, один симметрирующий элемент необходимо регулировать при изменении коэффициента мощности нагрузки, другой - при изменении величины нагрузки. При неизменном коэффициенте мощности нагрузки схема симметрирования может быть реализована одним регулируемым элементом.
Как показали экспериментальные исследования устройства по схеме Б.Т.Пославского, при изменении нагрузки по величине необходимо регулировать величину напряжения на зажимах ротора /рис.2.9/. При изменении коэффициента мощности нагрузки необходимо регулировать угол рассогласования ротора или фазу напряжений на роторе относительно напряжений статора. Осуществление данного регулирования возможно, но связано с большими затратами на создание регулятора и сложностью в эксплуатации.внешняя характеристика устройства не является жёсткой /рис.2.II/ и необходимы мероприятия для поддержания напряжения на нагрузке постоянным, т.е. необходимо введение третьего регулируемого элемента. Исследования ОТ с вращающимся магнитным полем и реактивными симметрирующими элементами показали, что два регулируемых элемента целиком выполняют функцию по поддержанию симметрии в данном ТСУ. Причём, законы регулирования параметров этих элементов представлены в виде семейства прямых линий при ёмкостном характере симметрирующих элементов и в виде гипербол при индуктивном их характере. На рис.5.2, 5.3 представлены зависимости параметров реактивных элементов от тока нагрузки при питании через ТСУ одной группы однофазной нагрузки.
