Та способи їх зменшення

В залежності від того, як часто у виготовлених поворотних трансформаторів виникають ті чи інші погрішності, останні поділяють на систематичні й випадкові. Систематичні обумовлені принципом дії, конструкцією і т. д. й притаманні для даного типу поворотного трансформатора. Випадкові погрішності залежать від розкиду властивостей застосовуваних матеріалів, стабільності технології і т. д.

Для визначення вимог до конструкції й технології виробництва особливе значення має аналіз фізичної природи погрішностей.

За своєю фізичною природою погрішності поворотного трансформатора поділяються на чотири основні групи:

а) які виникають з принципу дії;

б) від конструктивних обмежень;

в) технологічні;

г) залежні від умов експлуатації.

Погрішності залежні від принципу дії – це погрішності ідеалізованого поворотного трансформатора в якомусь режимі роботи. До них належать, наприклад, погрішності від не точності симетрування (синусно-косинусний, лінійний поворотний трансформатор, фазообертач), від принципової не лінійності залежності (17.46) для лінійного поворотного трансформатора і т. д.

Такі погрішності поділяються на амплітудні й фазові. Амплітудні погрішності визначаються відносним відхиленням залежності U_вих(α) від потрібного закону зміни:

, (17.124)

де

Е_вих(α)_р – реальна залежність ЕРС на виході;

Е_вих(α)_і – ідеальна ця ж сама залежність.

За величиною ε_% визначаються класи точності поворотних трансформаторів: 0.01; 0.02; 0.1; 0.2; 0.3.

Фазова погрішність виникне виникає у синусно-косинусного та лінійного поворотних трансформаторів. Вона визначається тим, що величини й у формулах (17.19) та (17.45) є комплексними. Тому виникає фазовий часовий зсув між вторинною ЕРС та прикладеною напругою.

Як амплітудна, так і фазова погрішності залежать від характеру навантаження.

Найменша фазова погрішність виникає при чисто реактивному навантаженні, а амплітудна – при чисто активному.

Погрішності від конструктивних обмежень залежать від несинусоїдного розподілу обмоток, зубчастої будови пакетів статора й ротора, нелінійності кривої намагнічування, гістерезису. Способи компенсації цих погрішностей розглянуті у §17.1.

Технологічні погрішності виникають внаслідок наявності ексцентриситету розточок статора й ротора, асиметрії магнітного ланцюга, неточності скосу пазів, неточностей в числах витків, наявності паразитних короткозамкнених контурів у обмотці або магнітному ланцюзі і т. д.

Внаслідок неточностей при виготовленні поворотного трансформатора виникають: асиметрія нульових точок, залишкова ЕРС в нульових точках Е_зл%, ЕРС у квадратурній обмотці первинного боку в результаті взаємоіндуктивного зв’язку з головною обмоткою.

Несиметрія нульових точок характеризує порушення квадратури обмоток статора й ротора. Для визначення асиметрії нульових точок поворотний трансформатор збуджується почергово з боку первинних обмоток, а потім визначаються такі кутові положення ротора, при яких ЕРС вторинних обмоток практично дорівнює нулеві. Відхилення цих кутових положень ротора від кутів, кратних , визначає асиметрію нульових точок.

ЕРС в нульових точках не дорівнює нулеві, а є певною залишковою ЕРС. Причиною її виникнення є електрична та магнітна асиметрія поворотного трансформатора.

Внаслідок цієї асиметрії, крім основного пульсуючого з мережевою частотою потоку (при однофазному живленні), виникає обертове еліптичне магнітне поле, яке індукує у вторинних обмотках ЕРС, яка зсунута за фазою на деякий кут відносно основної ЕРС, яка індукується . Ця додаткова ЕРС може бути розкладена за подовжньою та поперечною осями машини. Складова, яка співпадає з основною ЕРС, компенсується поворотом ротора. Це є причиною виникнення асиметрії нульових точок. Поперечна додаткова ЕРС не може бути зкомпенсована і є залишковою ЕРС Е_зл, яка в загальному випадку складається з низки гармонічної складових, вищі з яких обумовлені нелінійністю кривої намагнічування.

Осі компенсаційної та головної обмоток повинні бути спрямовані взаємно перпендикулярно. Тому взаємоіндуктивний зв'язок між ними повинен бути відсутнім. В реальному випадку внаслідок різних технологічних неточностей виникає ЕРС в одній з обмоток при вмиканні в мережу іншої з розімкненим вторинним боком. Цю ЕРС називають ЕРС квадратурної обмотки. Вона складається з основної (мережевої) та вищих гармонік ЕРС квадратурної обмотки, залежить від квадратурного положення ротора; складається з постійної складової, яка не залежить від кутового положення ротора, та змінної складової, яка змінюється з подвоєною періодичністю при обертанні ротора; зубцевих гармонік.

До погрішностей, які визначаються умовами роботи, належать похибки, які викликаються зміною роду навантаження, температури оточуючого середовища, напруги й частоти мережі.

Ці похибки називають додатковими й характеризують відносними змінами передаточної функції:

; ; ,

де

.

Для компенсації цих погрішностей застосовують стабілізацію напруги й частоти, термостатування, термокомпенсацію.

Контрольні запитання

1. Що таке поворотний трансформатор? Які режими його роботи? Області застосування? Яка конструкція поворотного трансформатора?

2. Пояснити принцип дії поворотного трансформатора.

3. Як впливає поперечна складова магнітного потоку на точність роботи поворотного трансформатора? Якими величинами характеризують поворотний трансформатор як елемент рахунково-вирішуючого пристрою?

4. Первинне та вторинне симетрування синусно-косинусного поворотного трансформатора.

5. Лінійний поворотний трансформатор: варіанти використання в залежності від діапазону зміни кута повороту.

6. За допомогою відповідних схем та графіків пояснити дію поворотного трансформатора для вирішення прямокутних трикутників.

7. За допомогою відповідних схем та графіків пояснити дію поворотного трансформатора – перетворювача системи координат.

8. Пояснити принцип дії масштабного поворотного трансформатора.

9. Навести схему та пояснити принцип дії синхронної передачі на поворотних трансформаторах.

10. Систематичні та випадкові погрішності поворотних трансформаторів. Чим вони обумовлені? Як класифікуються погрішності за своєю фізичною природою? Пояснити сутність та причини цих погрішностей.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: