曾樂(lè)樂(lè) 周萍

摘 要：同步器的測(cè)試和運(yùn)行中會(huì)出現(xiàn)局外電磁場(chǎng)的干擾，干擾電勢(shì)的引入導(dǎo)致附加零位，這種誤差處理不當(dāng)會(huì)超過(guò)同步器的本身誤差。采用隔離變壓器使激磁繞組和輸出繞組至少有一端接地，采用了隔離變壓器不再存在公共接地點(diǎn)，因而導(dǎo)致的零位誤差也大大減小。在定子、轉(zhuǎn)子之間加一層金屬屏蔽層并可靠接地，加接地屏蔽后容性電流經(jīng)電流屏蔽層而不再經(jīng)過(guò)輸出繞組，不會(huì)引起壓降。采用上述的方法，可以使端部電勢(shì)互相抵消，不再導(dǎo)致零位誤差。

關(guān)鍵詞：干擾電勢(shì);接地屏蔽;端部電勢(shì)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.01.145

1 非有效電勢(shì)對(duì)誤差的影響

在同步器的測(cè)試和運(yùn)行中往往會(huì)出現(xiàn)局外電磁場(chǎng)的干擾，干擾電勢(shì)的引入導(dǎo)致附加零位，這種誤差并排感應(yīng)同步器本身所有，但如果處理不當(dāng)會(huì)超過(guò)同步器的本身誤差。

在實(shí)際情況下，輸出電勢(shì)存在有效部分為耦合電勢(shì)即有效電勢(shì)的同時(shí)還存在非有效電勢(shì)，非有效電勢(shì)因其來(lái)源的不同隨著轉(zhuǎn)角的改變，按其固有的規(guī)律發(fā)生變化，非有效電勢(shì)中的同相分量與有效電勢(shì)同相，導(dǎo)致了零位誤差的增加。非有效電勢(shì)導(dǎo)致的零位誤差與非有效電勢(shì)同相分導(dǎo)的大小成正比，相位不變的非有效電勢(shì)引起零位誤差的奇偶點(diǎn)跳躍，這是這類誤差的明顯特征，非有效電勢(shì)包括容性電流壓降、端部電勢(shì)和干擾等。

2 容性電流導(dǎo)致的干擾

在實(shí)際感應(yīng)同步器中原副端繞組間存在著不可忽略的分布電容，它的實(shí)際等值在輸出繞組中流有來(lái)自分布電容的電流，由于存在下列關(guān)系，它與同步器的負(fù)載無(wú)關(guān)。

xL

式中：xL—繞組感抗;

r—繞組電阻;

xc—分布電容的容抗。

例如：xL：r：xc=10-3：1：104因而容性電流與感應(yīng)電勢(shì)接近同相或差180°。所以容性電流在輸出繞組中的電阻電壓降幾乎全部導(dǎo)致零位偏移，其于xL

（1）采用隔離變壓器使激磁繞組和輸出繞組至少有一端接地，采用了隔離變壓器不再存在公共接地點(diǎn)，容性電流必須兩次經(jīng)過(guò)氣隙才能構(gòu)成路，故而電流和相應(yīng)的壓降通大為減小，這時(shí)的電位電流密度分布用同樣的方法進(jìn)行計(jì)算可求得容性電流壓降為：

Ec*=1/12-1/2a*+1/2ac*

從公式可以看出不但壓降變小，而且沒(méi)有恒定的成分。因而導(dǎo)致的零位誤差也大大減小。

（2）在定子、轉(zhuǎn)子之間加一層金屬屏蔽層并可靠接地，加接地屏蔽后容性電流經(jīng)電流屏蔽層而不再經(jīng)過(guò)輸出繞組，不會(huì)引起壓降。

3 端部耦合導(dǎo)致干擾

端部電勢(shì)包括連續(xù)繞組端部導(dǎo)體對(duì)分段繞組端部體和分段繞組間的聯(lián)線的耦合電勢(shì)，在分析磁場(chǎng)和電勢(shì)時(shí)，將感應(yīng)同步器的磁場(chǎng)看作一個(gè)平面場(chǎng)，略去了縱向磁場(chǎng)。實(shí)際上由于端部電流的作用存在著縱向的磁場(chǎng)，在設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)導(dǎo)致不可忽略的非有效電勢(shì)，端部電流的特點(diǎn)是以“單極”形式存在，所以產(chǎn)生的縱向磁場(chǎng)有別于有效部分產(chǎn)生的“多極”橫向磁場(chǎng)。前者衰減遠(yuǎn)比后者來(lái)的緩慢，因此組間的聯(lián)線盡管離開激磁繞組端部轉(zhuǎn)遠(yuǎn)，中間隔有定子基板，但仍可能感應(yīng)不可忽略的電勢(shì)，如果基板是導(dǎo)電的則縱向磁場(chǎng)透過(guò)定子基板時(shí)將受到阻尼，以下分三種情況由于渦流在基板中得以構(gòu)成環(huán)路，縱向磁場(chǎng)衰減殆盡;由于渦流在基板得以構(gòu)成兩個(gè)半環(huán)也有很大衰減;組間的聯(lián)線如存在不對(duì)稱情況，就會(huì)引入聯(lián)線耦合電勢(shì)，導(dǎo)致180°機(jī)械角，反相的奇偶點(diǎn)零位跳躍與這類誤差同時(shí)存在的;另一個(gè)現(xiàn)象是零電壓的增加，其原因是金屬基板的阻尼作用使聯(lián)線電勢(shì)滯后于有電勢(shì)，因而指零電壓的正交分量增加，其大小和相位與所導(dǎo)致的零位誤差一致對(duì)于基板為非導(dǎo)電材料的情況，如果連續(xù)繞組是簡(jiǎn)單串聯(lián)，未被阻尼的磁場(chǎng)將在定子組間聯(lián)線中感應(yīng)電勢(shì)，導(dǎo)致零位誤差因而采用對(duì)徑串聯(lián)的連續(xù)繞組。

繞組端部導(dǎo)體之間存在耦合，這種耦合也隨著轉(zhuǎn)角的變化，不過(guò)其變化規(guī)律不同于有效導(dǎo)體的情況，端部電勢(shì)反比有效電勢(shì)小兩個(gè)數(shù)量級(jí)，因此必須予以消除。有效的措施是將分段繞組導(dǎo)體組進(jìn)行反串聯(lián)，在這種串聯(lián)下指零時(shí)端部電勢(shì)互相抵消，不再導(dǎo)致零位誤差，剩下的是一次變化成分，包括基波和諧波，后者導(dǎo)致函數(shù)誤差。

采用上述的反串的方法，可以使端部電勢(shì)互相抵消，但這只有在連續(xù)繞組端部完全對(duì)稱時(shí)才為可能，實(shí)際上連續(xù)繞組總存在引出端缺口，并不能做到完全對(duì)稱。實(shí)踐表明對(duì)于金屬基板圓感應(yīng)同步器，這種連續(xù)繞組形式在精度和工藝性能是可取的。

由于原端之間存在相差甚大的氣隙相當(dāng)于極距的百分之二十五左右。原副端耦合很遠(yuǎn)，故激磁電壓遠(yuǎn)比輸出電壓為大。當(dāng)原副端耦合的電壓最大時(shí)，兩者之比稱電壓傳遞系數(shù)。電壓傳遞系數(shù)與感應(yīng)同步器的尺寸，極數(shù)，工作頻率及氣隙大小有關(guān)，其變化很大。通常在幾十到幾百之間。由于電壓的傳遞系數(shù)很大，而激磁電壓的提高受繞組的電流密度和電源功率的限制，通常為幾毫伏到幾伏，所以輸出電壓幅值屬毫伏級(jí)。

由于激磁電壓幾乎全部成為電阻壓降，所以激磁電流的大小只決定于激磁電壓和繞組電阻而與頻率無(wú)關(guān)，頻率越高ku越小。在相同的激磁電壓下，輸出電壓越高。由此可知，在激磁電壓存在失真的情況下，其次諧波電壓成份對(duì)基波電壓成分的比值經(jīng)過(guò)感應(yīng)同步器在其輸出電壓中將與諧波次數(shù)成正比增大。故輸出電壓的失真系數(shù)要大于激磁電壓的失真系數(shù)。由于介質(zhì)為線性性質(zhì)的，所以只要激磁電壓不失真，其輸出電壓也不存在非線性失真。輸出阻抗的絕對(duì)值較小，約為幾歐到幾十歐，因而雖然輸出信號(hào)較小，但構(gòu)成的系統(tǒng)仍有較強(qiáng)的抗干擾能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]感應(yīng)同步器與數(shù)顯表[S].