Проектирование специальных электрических машин переменного тока - Балагуров В.А.
Скачать (прямая ссылка):
05 0,6 0,7 0,8 0,9 ',О Kp
Рис. 6.30. Кривые коэффициента использования магнитного потока для режима холостого хода ^ис = Ф1/Ф2т
&о = 1; &ис — коэффициент использования магнитного потока
значения &ис можно выбрать по кривым (рис. 6.30); предварительно можно принять ^ис = 0,35; aB=z\l (z2mq) —коэффициент заполнения поверхности расточки якоря обмоткой; для одноимеинополюсных генераторов ссв=1; для разноименнополюсиых можно принять сів — 0,65-=-0,75 (при диаметре ~100 мм); A= (Amqz2w$I)l I(TiD)—линейная нагрузка генератора, А/см; B0 — индукция в воздушном зазоре, Тл; п — частота вращения, об/мин.
При выборе линейной нагрузки А можно исходить из предварительных данных (табл. 6.3).
228
Таблица 63
кВ-А 0,1-1,0 1—2 2- -3 6— 0 10—20 20- -50
А, А/см 80—150 120—180 160- -220 240- -350 300—400 380- -420
В каждом отдельном случае у>.1Вьмз/кВт
оптимальное значение А зависит от параметров зубцовой зоны и индукции в зубце (рис. 6.31).
При выборе значения B6 необходимо учитывать, что при расчете магнитной цепи индукторных машин исходят не из индукции в воздушном зазоре, как обычно, а из допустимого значения индукции в зубцах якоря Bzi, Это связано с тем, что насыщение зубцов якоря снижает модуляцию магнитного потока в зазоре, а следовательно, его использование. Величина Bzi с повышением частоты снижается из-за вытеснения потока в стали и высоких удельных потерь. Для частот /=400-г--7-10 000 Гц значения индукции в зубцах статора [для стали 1521 табл. 6.4.
B1S
о
1 1 I I I I I h I
% \ \ \ \ V / I S I I V / чу У TT I I —.0,3 ¦
- V / ^__„ Is
W
30 40 A-W?'А/н
(S
Рис. 6.31. Зависимость расчетного удельного объема ротора от линейной нагрузки при л = 36 000 об/мин.
_ индукция в зубце B2=I1O Тл;
--1--индукция в зубце Bx= 1 2 Тл
(Э-44)] можно принимать по Таблица 6.4
/, Гц 400 1000 1600 2400 6000 8000 10000
1,2-1,1 1,1-1,0 1,0—0,9 J 0,9—0,8 0,7—0,6 0,6—0,5 0,5-0,4
Магнитная индукция в воздушном зазоре связана с величиной ^Zi соотношениями
Bzi = Bbkzl/k3c
где kzX — коэффициент пропорциональности между индукцией в зубцах статора и воздушном зазоре;
Яг1=1,05Яв(*г1-6д)/(6г1Аэ.с) при zx = 2z2 и tzl-b^bz2, Bzl=l,lBsbz2f(b2lk3.c) при Zx = Iz2 и tzl — bmy-bz2, причем обычно bzilUx = 0,5-h0,65.
229
«4P
Индукция в магнитной цепи вне активной зоны не должна пре, вышать значения порядка 1,2B^,
Коэффициент использования магнитного потока km представляет собой отношение первой гармонической магнитного потока в зубцах к постоянной составляющей потока. В индукторных генераторах, для которых характерно наличие постоянной составляющей магнитного потока в зубцах, коэффициент kac существенным образом зависит как от величины, так и характера нагрузки. МДС реакции якоря индукторных генераторов направлена таким образом, что увеличивает поток в зоне минимальной проводимости и уменьшает его в зоне максимальной проводимости.
Уменьшение разницы между максимальным и минимальным потоком с возрастанием нагрузки изменяет соотношение между постоянной составляющей и первой гармонической магнитного потока в зубцах, что приводит к уменьшению коэффициента использования магнитного потока при нагрузке по сравнению с его значением при холостом ходе. Определение коэффициента использования магнитного потока исходя из режима холостого хода (?Ис = &исо) может привести к значительным погрешностям.
Исследованиями А. М. Сугробова и А. Н. Дедовского [8] установлено, что на стадии проектного расчета для определения feHC можно воспользоваться выражением
?„с = ?исо(1-Л*/Лкр), (6.48)
где kuco—коэффициент использования магнитного потока в режиме холостого хода; A*= AjBx — соотношение между электромагнитными нагрузками; Л*кр — критическое значение соотношения между электромагнитными нагрузками, при котором нет пульсаций магнитного потока (Фмакс = Фмин); Л*кр — теоретическая величина. Для одноимеинополюсных генераторов
Alp=2V2mqk3Jy0. (6.49)
Для разноименнополюсиых генераторов
Л:р=2У2>А.с/(22їо). (6-50)
где
Уо = (2^оУ/аг)(Х«аксХ«„„)/(^1акс-АЧин). (6.51)
Значения U0 зависят от выбранной системы единиц: [A0=O,4я10-4 при Bx в Тл и А в А/см, |А0=0,4я10~6 при Bx в Тл и А в А/'м.
При выбранном определенном значении Bx: А*=А.
Величина максимальной линейной нагрузки, которая может быть реализована в генераторе, определяется конфигурацией зубцовой зоны.
230
Диаметр якоря
D=v46,l. lO^/KVAcM?^O. (6.52)
Величина 1K=NlnJD = IID выбирается в пределах 0,3—0,5 при 0днопакетной конструкции и 0,5—1,0 при двухпакетной; длина каждого из N пакетов /п^т (в разноименнополюсном генераторе
JV=I).
Активная длина якоря
Общее число зубцов
Z2 = QOfJn. Полюсное деление ротора
x = aDJ2p=*U/2z2. Коэффициент полюсного перекрытия
ap=bz2/x.
Число пазов статора
Z1 = 2mqz2.
Зубцовое деление статора
t л = ли''Z1.
Ширина паза ротора
bB2=2x-bz2 = tz2-bz2.
При выборе воздушного зазора приходится учитывать технологические требования и высокие выходные характеристики. По технологическим условиям желательно выбирать воздушный зазор большим Но при увеличенном воздушном зазоре в индукторной машине уменьшаются переменная составляющая потока, ЭДС, наводимая в обмогке якоря, и мощность генератора. Такая машина неэкономична. Применительно к рассматриваемым генераторам величину воздушного зазора можно выбрать с помощью следующего выражения (см):
