Проектирование специальных электрических машин переменного тока - Балагуров В.А.
Скачать (прямая ссылка):
Сечение полюсного сердечника
(2.152)
ksc — коэффициент заполнения сталью; для сталей толщиной 0,5 мм Аз с = 0,97; 1т — длина полюса; Ьт — ширина полюсного сердечника. Магнитная индукция в полюсе
Вт=Фт-XQ-^[Sт.
МДС полюса (на пару полюсов)
Fm=Hm2Lm,
где Lm— средняя длина магнитной силовой линии на полюс; Нт — напряженность поля в полюсе, определяемая по таблицам намагничивания в зависимости от сорта стали.
Tl
Расчет МДС ярма индуктора. Магнитный поток в ярме
Ф*« = Ф« + Ф«.
где Фв3= GS3FU здесь G8J—проводимость рассеяния относительно ярма [см. (2.161)].
Сечение ярма
S jm hmhjm^3.c
где 1]т — длина ярма; для полюсов на статоре 1зт= 13к [см. (2.117)]; Zjk — длина корпуса; !гзт—высота ярма.
В случае выполнения полюсов на статоре ярмо является корпусом и A3C=L В случае, когда полюса и ярмо выполняются как одно целое (обычно на вращающемся индукторе), 1к=1т.
Магнитная индукция в ярме
Bm=<S>miSm.
Средняя длина магнитной силовой линии:
а) для индуктора на статоре
Lm = я (/Лад-hm)/2p~bJ2\hm,
где DHap— наружный диаметр статора;
б) для индуктора — ротора
Iym = n(D-28-2A„)/2/>,
где D — внутренний диаметр якоря. ^
МДС ярма индуктора
F =Н L
1 Jm 11 Jm1^Jm'
Расчет МДС стыка полюсов с корпусом (для магнитной системы с полюсами на статоре). МДС стыка
FScr=l,6SCT?ScT-104, (2.153)
где бет = 0,005 см — воздушный зазор стыка; ?6cT = ?M — магнитная индукция в стыке.
Расчет магнитных проводимостей рассеяния полюсов.
Известны различные методы расчета магнитных проводимостей рассеяния. Здесь приводится один из этих методов, дающий достаточно хорошее совпадение с экспериментом
Согласно этому методу магнитная проводимость рассеяния на пару полюсов рассматриваемых машин равняется сумме (2р>2)
0,, = (30^/4) + 0^, (2.154)
где G,e — эквивалентная магнитная проводимость рассеяния сердечников между внешними и внутренними поверхностями; Gsп б —
78
эквивалентная магнитная проводимость рассеяния полюсных башмаков между внутренними и внешними поверхностями.
Значения магнитных проводимостей Gsc и G6n б для внутренних полюсов (рис. 2.34) подсчитаем по формулам (Вб/А):
Os = (l,257m -?-+ 1,0756 *" )-10-8; (2.155)
\ ср ср + v,ODm J
О,„л-{2,5In + 2,15/m с^ + ар
^p
Dp — диаметр ротора; Cn б = т. — *пб — ял</р— среднее расстояние между наконечниками полюсов; 1т — длина сердечника, для рассматриваемых генераторов /т = /пб; 6 — величина воздушного зазора; ар=(АПб—Ьт)/2 — ширина полки под катушку возбуждения.
где Стср=
Рис 2 34 Схема полюсов на роторе
Рис 2 35 Схема полюсов на статоре
Значения проводимостей рассеяния Gsc и G8n б для внешних полюсов (рис. 2 35) подсчитаем по следующим формулам.
а) для случая, если й?мн=0,5(т — Ь„
2р
(/z„.6+S)<0,4Am)
G0
[о,
5 П.б
625/„
С
0,54А
тер
Стс„ + 0,25*„
2ЬК
10~8, (2.157)
1,25 *"-° + >-Ke -j-1,075/, Cn.б
С„.б + 0,5 ар
79
где CmCp=dM„H + (n/2p)(hJ3); bK— средняя ширина катушки; bKl — ширина катушки у ярма; An б'— высота полюсного башмака у края; бмакс — максимальный воздушный зазор; СПб = 0,5(т/—ЬПб) + + лбмакс/2р, аР = 0,5 {Ьпб—Ьгп); &п б —ширина полюсной дуги; б) для случая, если й?Мин^0,4 hm,
O«=0,8(/m + ftm)-4f^ fte„.10-8. (2.159)
Коэффициент kam ОПрЄДЄЛЯЄТСЯ B ЗЭВИСИМОСТИ ОТ ОТНОШЕНИЯ
<^мин/hm по кривой (рис. 2.36).
Магнитная проводимость Gsn6 определяется, как в п. а).
По известной проводимости рассеяния Gsn легко определяются потоки рассеяния и полный поток полюсов:
Ф,п = 0^п, Фт=Фт + Ф,п ^ (2.160)
Fa=Fi = F6+Fz+F}a — при холостом ходе.
Для рассмотренных -выше полюсных систем проводимость полного потока рассеяния (для ярма)
0,;=0« + 0,„.б, (2.161)
т. е. превышает расчетную величину проводимости рассеяния для полюсов. Это необходимо учитывать при уточненном расчете магнитного потока в ярме Ф]т (2.152) и определении МДС ярма индуктора Fm
Ф;т = Ф5 + Ф,; = Ф5 + 0^1. (2.162)
Таким образом, знание проводимостей рассеяния позволяет уточнить значение потока и МДС в полюсе.
Потоки рассеяния весьма значительны при нагрузке генератора, когда МДС между полюсами сильно возрастает из-за МДС реакции якоря. Потоки рассеяния загружают полюс, поэтому необходима проверка магнитной индукции в полюсе при нагрузке генератора.
Магнитный поток в сердечнике при нагрузке
Фт = Ф* + Фда + Ф„ (2.163)
где Фап= GsnFud — поток рассеяния полюсов, Fnd=F]d+Fad; Fad— ¦ МДС реакции якоря по продольной оси, определяемый по (2.167); ' &ap, = <b6Fadksn/F\ — поток дифференциального рассеяния; &,д — коэффициент дифференциального рассеяния, определяемый по кривой , {рис. 2.37); F\а = F]EdIE1 — продольная составляющая МДС цепи якоря, Ed и Ex — ЭДС, определяемые по векторной диаграмме напряжений (рис. 2 40 и 2.41);
Ed = VE]-(IXaq coG'lf. (2.164)
80
Магнитный поток в ярме индуктора при нагрузке
Рис. 2 36. Кривая зависимости k ат Рис. 2 37. Коэффициент дифференциаль-от отношения dMHH/AOT ного рассеяния й„д
Задаваясь различными значениями расчетного потока в якоре Ф& и производя расчет магнитной цепи, можно построить полную и частичные характеристики намагничивания (рис. 2.38): Фа =
