TLC27L2A主發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流馬為平滑的直流電流。交流勵(lì)磁機(jī)電樞繞組在導(dǎo)通期間,正負(fù)半波分別流過+ij或-ij的電流,其波形如圖4-16(c)所示。

交流勵(lì)磁機(jī)電樞相電流的有效值為:

        ia=1/t 5t/6 ij2dwt               

           =2/3ij                          (4-17)

同理,可求得采用三相全波整流器時(shí)交流勵(lì)磁機(jī)的利用率,其數(shù)值為

        u=udij/3eij2/3

          =3/t         

          ≈0.95                             (4-18)

三相全波整流器電壓電流波形,(a)相電動(dòng)勢波形與“+”“-”組整流器輸出波形 (b)三相全波整流器輸出電壓波形(c)交流勵(lì)磁機(jī)電樞繞組電流波形

可見,三相全波整流器的輸出電壓比三相半波整流電壓大一倍,勵(lì)磁機(jī)利用率也較高,是目前采用最多的整流電路。

六相半波整流電路的輸出電流較大,但勵(lì)磁機(jī)利用率更低,因此較少應(yīng)用。

旋轉(zhuǎn)整流器的非理想工作狀態(tài),實(shí)際上,整流二極管的正向電阻不為零,導(dǎo)通時(shí)有正向壓降;交流勵(lì)磁機(jī)電樞繞組存在電感,主發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流亦不是平滑的直流電,其上升和下降都不能在瞬間完成。這里主要考慮由于交流勵(lì)磁機(jī)電樞電感的存在而造成的換相延遲現(xiàn)象。下面以三相半波整流器為例,分析換相期間的物理現(xiàn)象。

由于勵(lì)磁機(jī)電樞電感的存在,電樞電流不能在自然換相點(diǎn)立即完成換相,而是要經(jīng)過一段時(shí)間才能完成。例如當(dāng)ωt=π/6時(shí),電樞電流從c相換到a相,但c相電流不能馬上從ij降至零,a相電流也不能馬上從零升至馬。在此期間內(nèi),兩相電樞繞組同時(shí)輸出電流,有兩個(gè)整流管同時(shí)導(dǎo)通�？梢�,實(shí)際整流過程不同于理想整流時(shí)的情況。

以c相向Ω相換相為例。在換相期間,色相與c相電樞繞組同時(shí)輸出電流。假設(shè)經(jīng)過γ電角度后,換相結(jié)束,即c相電流下降為零,僅由己相輸出電流。γ稱為換相重疊角。根據(jù)三相半波整流電路,可以寫出換相期間的整流電壓仍為:

            u=ea-ldia/dt

            u=ec-Ldic/dt

            ia+ic=ij              (4-19)

式中:L一交流勵(lì)磁機(jī)電樞繞組電感,稱為換相電感;

ia、Ja、rc―勵(lì)磁機(jī)各相電流瞬時(shí)值;

ea、eb、ec---勵(lì)磁機(jī)各相電動(dòng)勢的瞬時(shí)值。

因?yàn)樵趽Q相期間,兩相繞組由電感產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢大小相等,極性相反,所以有:

                  Ldia/dt=-Ldic/dt         (4-20)

因此可以求得換相期間輸出電壓的瞬時(shí)值仍為:

                  u=ea+ec/2                     (4-21)

由此可以畫出整流電壓的波形,如圖4-17(a)所示。

圖4-17旋轉(zhuǎn)整流器輸出電壓波形,γ≠0時(shí)三相半波整流器電壓電流波形,主發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流波形,交流勵(lì)磁機(jī)電樞繞組電流波形

整流電壓的平均值為:

              ud=1/2t/3

越小燈換相期間的電流為:

              ia=1/2l(ea-ec)dt+C

式中:C―積分常數(shù)。

根據(jù)初始條件ωt=π/6時(shí)ia=0,可以求出積分常數(shù)C,于是可得:

電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng) 

      ud=1/2t/3

          =36/2te1+cosy/2

          =1.17E1+cosy/2           (4-22)

可見,由于有換相重疊角γ,使旋轉(zhuǎn)整流器的輸出電壓降低,而且γ越大,整流電壓

        ic=ij-ia

其中,X=ωL稱為換相電抗。這是一個(gè)很重要的參數(shù)。因?yàn)樵趽Q相期間,相當(dāng)于兩相短路的瞬變過程,所以換相電抗等于交流勵(lì)磁機(jī)的瞬變電抗rJ或超瞬變電抗X″d,其值小于交流勵(lì)磁機(jī)的同步電抗Xd。

交流勵(lì)磁機(jī)電樞電流波形如圖4-17(c)所示。

為了確定換相重疊角γ,利用式(4-24),當(dāng)ωt=t/6+y時(shí),ia=iJ,代入可得:

                1-cosγ==2xij/6e           (4-26)

而

               ij=ud/rj

將式(4-27)、(4-22)代人到(4-26),可得:

               cosγ=1-p/1+p

其中p=3/2trj x/rj,x/rj稱為電抗負(fù)載因數(shù)。