Пульсирующее магнитное поле

Если по неподвижной катушке (обмотке) машины пропустить синусоидальный ток i=I_msinώt, то внутри этой катушки создается пульсирующее магнитное поле, т. е. поле, изменяющееся по величине и направлению, но расположенное в одной плоскости (рис. 17.4).

Пульсирующее магнитное поле, как видно из рис. 17.4, можно рассматривать как два магнитных поля, вращающихся в разные стороны. Поэтому в машинах, в кото­рых используется пульсирующее магнитное поле, отсутствует пуско­вой момент. Для работы таких машин его необходимо создать. Пус­ковой момент в таких машинах со­здают или механически, или за счет пусковой обмотки, по которой в момент пуска пропускают импульс тока, сдвинутого по фазе относительно основного синусоидаль­ного тока, проходящего по катушке (обмотке) машины (анало­гично двухфазному току).

Основные понятия о переходных процессах в электрических цепях.

ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЯХ

Основные понятия

Переходный процесс в электрической цепи — это электромагнит­ный процесс, возникающий в электрической цепи при переходе от од­ного установившегося (принужденного) режима к другому. Устано­вившимся (принужденным) называется режим работы электриче­ской цепи, при котором напряжение и токи цепи в течение длительного времени остаются неизменными.

Такой режим в электрической цепи устанавливается при длите­льном действии источников постоянной или переменной ЭДС при неизменных параметрах этой цепи R, L и С.

Переходный процесс вызывается коммутацией в цепи. Комму­тацией называется процесс замыкания или размыкания рубильников или выключателей. Переходный процесс может быть вызван изме­нением параметров электрической цепи R, L или С.

Переходный процесс базируется на двух законах коммутации:

1) ток в индуктивности не может изменяться скачком;

2) напряжение на емкости не может изменяться скачком.

Действительно, если ток в индуктивности L изменяется скач­ком, т. е. мгновенно, то ЭДС самоиндукции e_L становится беско­нечно большой (при t_ком = 0):

В реальных цепях ЭДС самоиндукции может иметь только ко­нечные значения.

Если в цепи с емкостью С напряжение на ее обкладках изменя­ется скачком, т. е. мгновенно, то появляется бесконечно большой зарядный (или разрядный) ток (при t_ком = 0):

Ток в электрических цепях может иметь только конечные зна­чения.

Переходный процесс является быстропротекающим процессом, длительность которого обычно составляет десятые, сотые и даже миллионные доли секунды и сравнительно редко — секунды и даже десятки секунд.

Таким образом, один установившийся режим цепи отделяется от другого некоторым промежутком времени, в течение которого происходит постепенный переход от прежнего состояния цепи к новому.

Переходный процесс в линейных цепях можно рассматривать как результат наложения двух процессов:

1) нового установившегося режима, который наступает после коммутации;

2) свободного процесса, обеспечивающего переход цепи от прежнего установившегося режима к новому установившемуся режиму.

Таким образом, ток I цепи в течение переходного процесса можно представить суммой двух токов: нового установившегося i_yи свободного i_св, возникающего после коммутации:

(20.1)

Аналогично напряжение в течение переходного процесса равно

(20.2)

В результате переходного процесса происходят изменения тока, напряжения, фазы, частоты и т. д.

Изучение переходных процессов очень важно, так как оно по­зволяет выявить возможные превышения напряжения на отдельных участках цепи, которые могут оказаться опасными для изоляции установки, позволяет выявить возможные броски токов, величина которых в десятки раз превышает установившийся. Изучение переходных процессов позволяет выявить ситуации, возникающие в электрических цепях при коротком замыкании, резком включении и выключении рубильников, и прочие режимы работы цепи.