Расчет магнитной цепи синхронных машин

Магнитную цепь машины рассчитывают при холостом ходе. При расчете определяют ток возбуждения If, МДС Ffrrv которые создают в зазоре магнитный поток, необходимый для создания ЭДС в обмотке статора Е. Расчет магнитной цепи производят па основе закона полного тока для средней магнитной линии, состоящей для явно- и неявнополюсных машин из пяти участков (см. рис. 4.19):

где Fs — магнитное напряжение воздушного зазора (участок

  • 1— 2); Fz магнитное напряжение зубцов статора (участок
  • 2- 3); Fal — магнитное напряжение ярма якоря (участок 3—4); Fnl магнитное напряжение ярма ротора (участок 5—6); Fm магнитное напряжение полюсов (участок 6—1).

Рассмотрим расчет магнитной цепи для явнополюсной машины.

Магнитное напряжение воздушного зазора

где Вй--ks =&si&s2 коэффициент воздушного зазора,

«й Щ

учитывающий зубчатость статора и наличие пазов демпферной обмотки на роторе. При этом

где tz зубцовое деление якоря;

здесь Ьп ширина открытого паза якоря. Коэффициент воздушного зазора

2

. б.

где у2 =-т—•

  • 5+^2
  • 5

Здесь t22 зубцовое деление демпферной обмотки; Ьи-> — раскрытие паза демпферной обмотки.

Индукцию в воздушном зазоре выбирают по таблицам [11]. Поток воздушного зазора в зубцовой зоне проходит в основном по зубцам, а сечение зубца составляет примерно половину зубцового деления. Поэтому В6 в зависимости от мощности и числа полюсов выбирают в пределах 0,8-Н Тл.

Магнитное напряжение зубцов якоря рассчитывают так же, как и для асинхронных машин (см. параграф 1.8). Обычно в синхронных машинах паз имеет прямоугольное сечение, а зубец — форму трапеции, поэтому находят индукцию в грех сечениях зубца, рассчитывают три значения напряженности, затем определяют среднее значение напряженности Ясрг. Тогда

где 4, — высота зубца.

Магнитное напряжение в спинке якоря рассчитывают по уравнению (1.39), так же как и в асинхронных машинах.

Зная коэффициент рассеяния обмотки возбуждения а/ и поток в воздушном зазоре, определяют поток в ярме ротора. По сечению ярма ротора находят индукцию в ярме ротора и по таблице для данного сорта стали — напряженность Я„2, а затем МДС

где /„2 — длина средней силовой линии (участок 5—6 на рис. 4.19).

При расчете магнитного напряжения полюса определяют индукцию в полюсе, а затем, так же как и для других участков, по таблицам находят напряженность и, умножая ее на длину средней силовой линии, определяют Fm.

Характеристика намагничивания и переходная характеристика

Рис. 4.20. Характеристика намагничивания и переходная характеристика

Просчитав магнитную цепь для нескольких значений 5S, строят характеристику намагничивания Фгт = f(YzF) (рис. 4.20).

Характеристика холостого хода повторяет характеристику намагничивания, так как ЭДС пропорциональна потоку.

В теории синхронных машин рассматривается также частичная или переходная характеристика намагничивания Ф =f(F), где = F& + Fz + Fa ~ магнитное напряжение статора. Зависимость потока от F6 Ф/т = f(F&) — линейная (см. рис. 4.20).

Расчет магнитной цепи неявнополюсной машины отличается от расчета явнополюсной машины лишь расчетом магнитного напряжения ротора. Расчет магнитного напряжения воздушного зазора F6, зубцов статора Fzl и ярма статора Fai осуществляется так же, как для явнополюсной машины.

Магнитный поток в роторе неявнополюсной машины в основном проходит в области большого зубца. В области малых зубцов, где в пазах располагается обмотка возбуждения, насыщение меньше, так как по поперечной оси при холостом ходе поток возбуждения не проходит.

При расчете магнитного напряжения зубцов ротора Fa берут среднее значение индукции в большом и малых зубцах. Найдя среднюю напряженность и умножив ее на высоту зубца, определяют магнитное напряжение Fz2.

В ярме ротора машины замыкаются рабочий поток и поток рассеяния. Сечения ярма определяются длиной ротора и расстоянием между дном пазов ротора и отверстием для вала. Магнитное напряжение ярма ротора (см. рис. 1.39):

где q —коэффициент, учитывающий уменьшение длины средней силовой линии в ярме ротора, ? = 0,65-^0,85 [11].

Определив YjF для номинального значения Е, найдем число витков и ток обмотки возбуждения:

Расчет МДС проводят на полюс или на пару полюсов. Исходя из этого определяют и число витков обмотки возбуждения.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >