Влияние гармоник на системы электроснабжения. вызывают в роторе гармонику одинаковой четной частоты

вызывают в роторе гармонику одинаковой четной частоты. Например, 5-я и 7-я гармо­ники в статоре вызывают в роторе гармо­ники тока 6-го порядка, вращающиеся в раз­ные стороны. Для линейных систем средняя плотность потерь на поверхности ротора

пропорциональна (I₅ +I ₇), однако из-за

разного направления вращения плотность потерь в некоторых точках пропорцио­нальна (I₅ + I₇).

Дополнительные потери — наиболее серьезный эффект, вызываемый гармони­ками во вращающихся машинах. Они при­водят к повышению общей температуры машины и к местным перегревам, наиболее вероятным в роторе. Двигатели с ротором типа «беличья клетка» допускают более высокие потери и температуру, если это не приводит к недопустимой температуре ста­тора. Двигатели с фазным ротором оказы­ваются более чувствительными к гармони­кам. Некоторые технические руководства ограничивают допустимый уровень тока обратной последовательности в генераторе 10 %, а уровень напряжения обратной пос­ледовательности на вводах асинхронных двигателей — 2 %. Допустимость гармоник определяют по тому, какие уровни напря­-жений и токов обратной последователь­ности они создают.

Моменты вращения, создаваемые гар­мониками.

Эквивалентная схема замещения асинх­ронного двигателя на частоте любой гармо­ники приведена на рис. 12.5, на котором все параметры соответствуют фактическим частотам токов в обмотках.

Ток гармоники в статоре машины вызы­вает движущую силу, приводящую к появ­лению на валу вращающихся моментов в направлении вращения магнитного ноля гармоники. Поэтому вращающие моменты, создаваемые гармониками, образующими прямую последовательность, совпадают с направлением вращения ротора, а образую­щими обратную последовательность, направ­лены противоположно,

При токе гармоники I„ на частоте i-й гармоники вращающий момент, приведен­ный к основной частоте:

где I_n и г_2n^’ также выражены в относитель­ных единицах.

Используя соотношения Un=InZn и Z_n=nx₁ их,, преобразуем (12.4) к виду

. M_n=(U_n²/n³)(r_2n/x₁²) (12.5)

Так как значение скольжения для токов всех гармоник практически одинаково, относительные вращающие моменты весьма малы, к тому же они частично компенсиру­ются вследствие различного направления, поэтому влияние их на средний момент пре­небрежимо мало (рис. 12.6).

Вместе с тем они могут привести к зна­чительной вибрации вала. Момент вибра­ции, приведенный к номинальному напря­жению опишем следующим приближен­ным выражением:

(12.6)