Проектирование специальных электрических машин переменного тока - Балагуров В.А.
Скачать (прямая ссылка):
і — цилиндр ротора; 2 — зубчатые пакеты ротора; 3 — пакеты статора, 4 — катушка возбуждения; 5 — обмотка статора; 6 — внешний магнитопровод
числу зубцов ротора
p=z2. (6.1)
Число пазов на статоре зависит от выбранного числа пазов на полюс и фазу
zx = 2z2mq. (6.2)
При вращении индуктора в секциях обмотки якоря наводится ЭДС с основной частотой
f = z2n/60. (6.3)
В разноименнополюсных машинах (вторая группа) (рис. 6.3) магнитный поток проходит в плоскости, перпендикулярной оси вала ротора. В разноименнополюсном генераторе ротор при вращении перемагничивается, и поэтому он всегда выполняется ших-
206
гованным. Пакет статора обычно также выполняется шихтованным хотя спинка статора может выполняться массивной.
В пакете статора наряду с пазами, в которых размещается обмотка переменного тока, имеются пазы большого размера, в которых размещаются катушки возбуждения. Дуга расточки статора, на которой расположены пазы с обмоткой переменного тока, равняется целому числу зубцовых делений ротора. Если это условие не выполняется, то при вращении ротора поток, сцепленный с об-
Рис 6 3. Разноичеиногголюсный индукторный генератор с
классической зубцовой зоной-/ — втатор; 2 — ротор, 3 — обмотка возбуждения; 4 — обмотка
якоря
моткой возбуждения, пульсирует. Эти пульсации демпфируются замкнутым контуром обмотки возбуждения, что приводит к дополнительным потерям. Кроме того, у такого генератора несинусоидальная форма кривой напряжения и повышенный уровень шума.
МДС каждой катушки возбуждения при ,протекании по ней постоянного тока создает магнитный поток в пределах ширины катушки возбуждения, направленный перпендикулярно оси вала. Ширина катушки определяет полюс. Полярность полюсов чередуется. Поэтому такая машина называется разноименнополюсной или переменнополюсной. Число полюсов машины, созданное МДС катушек возбуждения, определяется числом катушек, расположенных в пазах статора. Катушки возбуждения соединяются последовательно или несколько параллельных групп в зависимости от напряжения источника их питания.
207
Принцип работы такого генератора на участке между двумя большими пазами тот же, что и у одноименнополюсного генератора. Таким образом, участок дуги статора, заключенный между двумя большими пазами, соответствует отдельному пакету одноименнополюсного генератора.
При вращении ротора индукция в воздушном зазоре пульсирует от максимального значения до минимального. Вследствие изменения потокосцепления с секциями обмотки якоря в них наводится ЭДС с частотой первой гармоники, определяемой числом зубцов ротора и частотой вращения ротора (6 3).
Частота тока разноименнополюсиых индукторных генераторов не зависит от числа полюсов, созданных МДС обмотки возбуждения, а определяется числом зубцов на роторе так же, как в одно-именнополюсном индукторном генераторе.
В разноименнополюсиых индукторных генераторах ротор вращается под полюсами разноименной полярности, созданными МДС катушек возбуждения. В этом случае сталь ротора перемаг-ничивается с частотой
/ = /уі/60, (6.4)
где рв — число пар полюсов, созданных МДС катушек возбуждения. Число пар полюсов в разноименнополюсиых индукторных генераторах может быть различно — в зависимости от мощности машины, ее основных размеров. В построенных машинах 2рв = 4, 6, 8 и более.
Поскольку сталь ротора переменнополюсного генератора пере-магничивается, то в ней возникают потери. Поэтому пакет ротора набирают из листов электротехнической стали.
Сравнивая одноименнополюсные и разнонменнополюсные генераторы, можно установить:
а) зубцы ротора у одноимеинополюсных генераторов не пере-магничиваются и поэтому могут выполняться нешнхтованными, что позволяет повысить окружную скорость до 150 м/с; при этом потери в стали снижаются; разнонменнополюсные генераторы имеют повышенные потери в стали, допускают меньшие значения скоростей (u^90 м/с);
б) обмотка возбуждения в одноимеинополюсных генераторах имеет меньшие размеры и массу и, следовательно, меньшее сопротивление и потери;
в) обмотка якоря одноимеинополюсных генераторов при однофазном и многофазном исполнении симметрична в магнитном отношении; у разноименнополюсиых имеется магнитная несимметрпя отдельных фаз обмотки якоря при многофазном исполнении.
Недостатками одноимеинополюсных генераторов в сравнении с разноименнополюсными являются: а) наличие длинного и тяжелого вала ротора со втулкой тяжелой массивной станины, а следовательно, и большей массы, так как магнитный поток возбуждения проходит аксиально по втулке ротора и ярму статора; при однокорпусном исполнении велико рассеяние магнитного потока
208
через корпус приводного электродвигателя; у разноименнополюс-ных генераторов отсутствуют осевые магнитные потоки.
Размеры втулки ротора и сердечника в разноименнополюсных генераторах определяются в основном конструктивными соображениями; корпус машины не является магнитопроводом и может выполняться из легких и немагнитных материалов, вал — коротким; масса магнитной цепи и всей конструкции получается меньшей в сравнении с одноименнополюсными генераторами;
