Masina cu poli inecati (saturata)

Masina cu poli inecati (saturata)

In cazul masinii saturate nu mai este valabil principiul de superpozitie, astfel ca nu mai putem considera campul magnetic invartitor resultant, ca o suma a doua campuri, unul de excitatie (al inductorului) si altul de reactie (al indusului). La masini saturate campul resultant rezulta direct din solenatia rezultanta, prin intermediul caracteristicii de magnetizare a circuitului magnetic. De aceea, in acest caz se aplica metoda compunerii prealabile a solenatiilor: cunoscand datele infasurarilor si curentii i_e si I, se determina pentru armonicele fundamentale spatiale solenatiile si (fig.4.50), dafazate spatial la unghiul electric impus de caracterul sarcinii. pentru marimea determinata prin compunere fazoriala a solenatiei rezultante, se determina apoi din caracteristica de magnetizare fluxul polar corespunzator.

fig.4.50

Aceasta permite sa determinam t.e.m rezultanta cu formula asemanatoare lui (4.49):

In locul compunerii solenatiilor este mai utila compunerea pe baza relatiei (4.57), deoarece in acest cay se foloseste direct caracteristica de mers in gol, in forma in care este obtinuta pe cale experimentala. Constructia diagramei Potier in acest caz este aratata in fig4.52 alaturata. In acest caz in locul datelor infasurarilor trebuie cunoscut factorul K de reductie.

Fig 4.52

In practica nu se cunosc totdeauna datele necesare construirii diagramei. Daca rezistenta R si caracteristica de mers in gol se pot afla fara dificultati, in schimb valorile lui k si sunt mai greu de obtinut si asupra lor planeaza un grad de incertitudine mai mare. Vom arata mai departe, in cuprinsul cursului, cum se pot afla aceste valori pe cale experimentala.

Confruntarea calculelor teoretice si datele experimentale pune in evidenta o buna concordanta a lor, cu toate ca ipotezele admise nu sunt riguroase (de exemplu reactanta de scapari nu ramane chiar constanta la varierea starii de magnetizare cu gradul de saturatie).

Pentru cazul studiat al masinii saturate se poate folosi o schema echivalenta a masinii asemanatoare cu cea din fig.4.47, dar avand in locul marimilor si , marimile si .

B.Echivalarea cu o masina nesaturata

Deoarece teoria masinilor nesaturate este mai simpla, majoritatea formulelor de calcul ale regimurilor de functionare fiind stabilite pentru acest caz, este indicata o echivalare a masinii saturate printr-una nesaturata. Pentru aceasta se compara diagrama Potier din fig.4.52 pentru masina saturata, cu diagrama de fazori din fig.4.44 b pentru masina nesaturata.

Prelungind fazorii si pana la intersectia lor (fig.4. 52) se obtin marimile echivalente si care corespund masinii nesaturate, echivalente celei saturate (asigura la borne aceleasi valori U, I, , aceseasi pierderi si aceeasi stare magnetica, data prin acelasi ).

Cele doua triunghiuri hasurate din fig.4.52 sunt asemenea, din cauza ca au toate unghiurile egae (cele trei laturi ale triunghiurilor sunt reciproc perpediculare), astfel ca avem relatiile:    (4.65)

Din aceste relatii rezulta ca t.e.m echivalenta de mers in gol corespunde curentului de excitatie nu dupa caracteristica (1) neliniara, ci dupa caracteristica (2) liniara, care se obtine unind originea cu punctul N de coordonate si care reprezinta caracteristica de magnetizare echivalenta liniarizata (la scara t.e.m - curent) a masinii.

Daca se noteaza cu panta acestei drepte, mai rezulta din (4.65) urmatoarea expresie a reactantei "saturate" de reactie a indusului:

(4.66)

Comaprand cu (4.59) se vede ca valoarea saturata scade pe masura cresterii saturatiei masinii.

Folosind marimile echivalente si , deci si o reactanta sincrona "saturata" echivalenta , putem aplica si in cazul masinilor saturate formulele de calcul stabilite pentru masinile nesaturate. Schema echivalenta a masinii, pe o faza, va fi aceeasi cu cea din fig.4.47, dar avand t.e.m si reactanta saturata in locul celor nesaturate.

In incheiere, remarcam ca indiferent de starea de saturatie a masinii, ecuatia de tensiuni pentru circuitul de excitatie in regim stationar este:

(4.67)