Váltakozóáramú gépek tranziens folyamatai

Tartalom

Előszó 1
A könyvben használt jelölések 5
Bevezetés 9
I. RÉSZ Tranziens folyamatok tárgyalásához szükséges alapismeretek
1. Tranziens folyamatok egyszerű áramkörökben 15
1.10 A Laplace transzformáció és operátorszámítás alkalmazása 15
1.101 Bevezetés 15
1.102 A Laplace transzformáció alkalmazása 15
1.102.1 R, L, C áramkörök bekapcsolási folyamata egyenáram hirtelen bekapcsolásakor 15
1.102.2 Operátorok. Egységfüggvény 20
1.102.3 Operátoros impedancia 22
1.103 A kifejtési tétel 24
1.103.1 Rezgőkör egyenlete 28
1.103.2 Transzformátor bekapcsolása egyenáramú feszültségre 29
1.104 A kifejtési tétel alkalmazása váltakozó feszültség bekapcsolására 33
1.104.1 Induktivitásból és ohmos ellenállásból álló áramkör hirtelen bekapcsolása váltakozó feszültségre 35
1.104.2 Szekunderjén rövidre zárt transzformátor hirtelen bekapcsolása szinusz szerint változó feszültségre 37
2. Háromfázisú gépek árama és induktivitása 40
2.10 Forgómező, forgó gerjesztés 40
2.11 Az eredő áram, feszültség és fluxus tetszés szerinti fázisáramok esetében 41
2.20 Induktivitások 43
2.21 Kölcsönös induktivitási tényező 43
2.22 Zérus sorrendű induktivitás 45
2.23 Két sorba kapcsolt fázistekercs induktivitása 45
2.24 Állórész- és forgórészáramok által együttesen gerjesztett fluxus 46
II. RÉSZ Szinkron gépek
3. Szinkron gépek állandó üzemi viszonyok mellett 49
3.10 Szinkron gépek jellemző típusai 49
3.101 Bevezetés 49
3.102 A forgórész felépítési módjai 50
3.102.1 Hengeres forgórészű szinkron gépek 50
3.102.2 Kiképzett pólusú szinkron gépek 52
3.20 Hálózatra kapcsolt szinkron gép 54
3.201 Hengeres forgórészű gép 54
3.201.1 Terhelési szög 55
3.201.2 Helyettesítő kapcsolás. 55
3.201.3 Pólusfeszültség 57
3.201.4 Vektorábra 57
3.201.5 Rövidrezárási állapot 58
3.201.6 Teljesítmény, nyomaték
3.201.7 A hengeres forgórészű szinkron gép kördiagrammja 62
3.201.71 Az állórész ohmos ellenállásának figyelembevétele 63
3.202 Kiképzett pólusú gép
3.202.1 A kiképzett pólusú szinkron gép vektorábrája 66
3.202.2 A kiképzett pólusú szinkron gép teljesítménye és szinkronozó nyomatéka 68
3.202.3 A kiképzett pólusú gép áramvektordiagrammja 70
3.30 A szinkron gép gerjesztési áramának a meghatározása 71
3.301 A hengeres forgórészű gép gerjesztőárama 71
3.302 A kiképzett pólusú gép gerjesztőárama 73
4. Szinkron gépek rövidzárlati jelenségei 75
4.10 Szinkron gépek háromfázisú hirtelen rövidzárlata 75
4.101 A fluxusállandóság elve 75
4.102 Állórész- és forgórészgerjesztések (áramok) hirtelen rövidzárlatkor 77
4.103 A rövidzárlati gerjesztések (áramok) vektoros ábrázolása 79
4.103.1 Csillapítás 80
4.104 Három fázisra kiterjedő' hirtelen rövidzárlat mérése 82
4.104.1 A mérés kiértékelése. Tranziens reaktancia 85
4.105 Hirtelen rövidzárlati áramok számítása a fluxusállandóság elvén 88
4.105.1 A tranziens reaktancia értéke 91
4.105.2 Az időállandók meghatározása 92
4.105.3 A hirtelen rövidzárlati áram egyenlete 94
4.106 A hirtelen zárlati áramok meghatározása operátorszámítással 96
4.106.1 Forgó koordináták 97
4.106.2 A hirtelen rövidzárlati egyenáram pontos értéke 103
4.107 A gép terhelésekor bekövetkező hirtelen rövidzárlat 104
4.108 Aszimmetrikus forgórészű szinkron gép háromfázisú, hirtelen rövidzárlata 107
4.108.1 Kiképzett pólusú gép zárlata 112
4.109 Feszültségvisszatérési mérés 113
4.109.1 A feszültségvisszatérési mérés pontos kiértékelése operátorszámítással 116
4.110 Szubtranziens reaktancia 118
4.111 A szubtranziens áram kialakulásának minőségi magyarázata 121
4.112 A szubtranziens áram kialakulásának magyarázata a fluxusállandóság elvén 122
4.112.1 A forgórész gerjesztőkörében hirtelen rövidzárlatkor fellépő egyenáram 128
4.113 Feszültségvisszatérési mérés csillapítóval ellátott vagy tömör forgórészű gépen 129
4.113.1 Feszültségvisszatérési mérés magyarázata csillapítótekerccsel ellátott gépnél 131
4.114 A csillapítótekerccsel ellátott gép terheléskor bekövetkező háromfázisú hirtelen rövidzárlata 133
4.115 Mérés álló állapotban 133
4.20 Egyfázisú zárlatok 139
4.201 Egyfázisú, kétsarkú zárlat 139
4.202 Az egyfázisú, kétsarkú rövidzárlati áramok számítása 141
4.202.1 Szimmetrikus összetevők alkalmazása 146
4.203 Egyfázisú, kétsarkú zárlat, nem szimmetrikus forgórész esetén 148
4.204 Az egyfázisú, kétsarkú zárlat számítása aszimmetrikus forgórésztekercselés esetében 150
4.204.1 Az időállandók 155
4.204.2 Negatív sorrendű reaktancia 157
4.205 A nyitott fázis feszültsége 158
4.206 Szimmetrikus összetevők módszerének általános alkalmazása rövidzárlati áramok meghatározására 165
4.206.1 Helyettesítő vázlatok 166
4.206.2 Összefüggés az egyes harmonikusok amplitúdója között 176
4.206.3 Zárlati áramok páratlan rendszámú összetevőinek teljes kifejezése 177
4.206.4 Páros periódusszámú zárlati áramok 180
4.206.5 Az állórészfeszültség egyenlete 181
4.206.6 Háromfázisú rövidzárlat 183
4.206.7 Egyfázisú, kétsarkú zárlat 184
4.206.8 Egyfázisú földrövidzárlat 186
4.206.9 Kétsarkú földrövidzárlat 187
4.207 Szinkron gép negatív sorrendű reaktanciája tiszta szinuszos negatív sorrendű állórészfeszültség esetén 189
4.207.1 Negatív sorrendű reaktancia tiszta szinuszos állórészáram esetében 189
4.207.2 Nyitott fázis feszültsége 190
4.207.3 A negatív és zérus sorrendű impedancia mérése 193
4.207.4 A zérus sorrendű reaktancia mérése 200
4.208 Szinkron gépek rövidzárlati tranziens nyomatéka 201
4.208.1 A nyomaték számítása 202
4.208.2 A teljesítmény pillanatértéke 205
4.208.3 Mágneses energia 206
4.208.4 Nyomaték 207
4.208.5 Háromfázisú hirtelen rövidzárlatkor keletkező nyomaték 210
4.208.6 A szinkron gép nyomatéka egyfázisú, kétsarkú zárlatnál 215
5. Szinkron gépek stabilitása 220
5.101 Mozgásegyenlet 227
5.102 A lengési egyenlet megoldása lépésről-lépésre számítási módszerrel 231
5.102.1 A stabilitás feltétele lengésben lévő gépnél 233
5.103 Egyenlő területek szabálya 236
5.104 Két véges gépből (erőműből) álló rendszer 240
5.105 Dimenziónélküli lengésegyenlet. Előre számított lengési görbék 246
5.106 Aszimmetrikus hibák 247
5.107 Soros hibák 255
6. Szinkron gépek állandósult lengései 260
6.10 Kis amplitúdójú lengések vizsgálata az állórész ohmos ellenállásának elhanyagolásával 263
6.101 Az állórészáram változásának ( is) meghatározása 264
6.102 Szinkron gépek lengési impedanciái 268
6.103 Az állórészáramok időbeli lefolyása állandósult lengések alatt 273
6.104 Példa 275
6.105 Néhány megjegyzés 278
6.106 A nyomaték változása lengések alatt 279
6.20 Az állórész ohmos ellenállásának a hatása a csillapító nyomatékra 288
6.30 A szöglengés nagyságának meghatározása kényszerített lengések esetén 296
7. A gerjesztőfeszültség változásának hatása szinkron gépek tranziens folyamatára 300
7.10 Hengeres forgórészű szinkron gép, a forgórész hossz- és keresztirányban szimmetrikus tekercselésű 301
7.20 Kiképzett pólusú gép 313
7.30 Szinkron gépek gerjesztői 310
III. RÉSZ Aszinkron motorok tranziens jelenségei
8. Bevezetés 319
9. Alapegyenletek 321
10. Állandósult üzem 330
11. Aszinkron gép kikapcsolása 337
12. Az álló aszinkron motor bekapcsolása 347
12 10 Álló aszinkron motor bekapcsolása. Az állórész és forgórész adatai egyenlők 348
12.101 A bekapcsolási áramok 348
12.102 A bekapcsoláskor keletkező nyomaték 353
12.20 Álló aszinkron motor bekapcsolása. Az állórész és forgórész adatai különbözők 356
12.201 A szabad áramok eloszlásának és időállandójának közelítő meghatározása 357
12.202 A bekapcsolási áramok és nyomaték meghatározása 362
12.30 A bekapcsolási áramok meghatározása operátorszámítással 364
12.40 A bekapcsolás! áramok becslése az ohmos ellenállások elhanyagolásával 365
12.50 Bekapcsolás nyitott forgórésszel 371
12.60 Nem egyidejű bekapcsolás 372
12.70 Egyenfeszültségre kapcsolás, léptető kapcsolás 375
13. Állandó fordulatszámmal járó aszinkron motorok tranziens folyamatai 381
13.10 Közelítő számítások az ohmos ellenállások részleges elhanyagolásával 383
13.101 Aszinkron motor háromfázisú rövidzárlata 383
13.102 A forgó aszinkron motor bekapcsolása 388
13.103 A forgó aszinkron motor átkapcsolása 392
13.103.1 Reverzálás (forgásirány-változtatás) 392
13.103.2 Csillag-háromszög átkapcsolás 396
13.103.3 Aszinkron motor átkapcsolása tartalék áramforrásra 398
13.20 A szabad áramok és fluxusok jellege; a közelítő számítás pontosságának a fokozása 400
13.30 Az állandó fordulatszámmal járó motor vizsgálata operátorszámítással 408
13.301 Az egyes összetevők időállandója és szögsebessége 409
13.302 Az aszinkron motor operátoros impedanciája 414
13.303 Motor-csoport kikapcsolása 417
13.40 Aszinkron gépek kétsarkú rövidzárlata 420
13.401 Az állandósult zárlati áramok és nyomaték 420
13.402 A tranziens zárlati áram számítása 426
13.402.1 A tranziens áramok közelítő számítása a forgórész ohmos ellenállásának az elhanyagolásával 429
13.402.2 A tranziens áramok meghatározása operátorszámítással 435
14. A gyorsulás hatása az aszinkron motor nyomatékára 438
15. Aszinkron gépek kisamplitúdójú lengései 448
15.10 A kettős komplex számokat alkalmazó módszer 448
15.20 Aszinkron gépek kisamplitúdójú lengéseinek a vizsgálata Thevenin elvének felhasználásával 456
15.201 Thevenin elvének alkalmazása 456
15.202 Az állandósult állapot számítása 458
15.203 Aszinkron motor lengéseinek a vizsgálata 458
16. Háromfázisú villamos tengelyek lengései 463
16.10 Az egyszerű villamos tengely nyomatékai 463
16.20 Az önállóan működő villamos tengely 472
16.30 A villamos tengelyek stabilitása 476
17. Kétoldalról táplált aszinkron motor lengései 480
Függelék
F.1. A 4.204 fejezetben szereplő Fourier sorbafejtés indokolása 487
F.2. A 4.205 fejezet (4.190) összefüggésének bizonyítása 489
F.3. Gyakorlati számpélda az 5.702, 5.102.1 és 5.103 fejezetekben leírt stabilitási vizsgálatok elvégzésére 490
F.4. Mechanikai hasonlat a váltakozóáramú gépekben lezajló átmeneti folyamatok szemléltetésere 499
F.4.10 Stabilitási kisminta 499
F.4.20 Általános mechanikai kisminta 503
F.4.201 A fluxusok és áramok összefüggése 503
F.4.202 Az ohmos ellenállások figyelembe vétele 507
F.4.203 A feszültségegyenletek leképezése 509
F.5. A legfontosabb összefüggések és eljárások gyakorlati összefoglalása 511
F.5.10 Laplace transzformáció 511
F.5.20 szinkron gépek 514
F.5.30 Aszinkron gépek 533
F.6. A három fázis mennyiségeiből összetett vektorok oszcillografálása katódsugár oszcillográffal 541
F.7. Szinkron és aszinkron gépek tájékoztató adatai 544
Indalomjegyzék 545
Tárgymutató 548

Témakörök