Расчет магнитной цепи синхронной машины при холостом ходе
Расчет магнитной цепи выполняется с целью определения МДС обмотки возбуждения, необходимой для создания требуемого магнитного потока при холостом ходе:
, (5.1)
где - коэффициент формы поля.
Магнитная цепь машины на пару полюсов представлена на рис. 5.5. Для расчета магнитной цепи используют уравнение полного тока
. (5.2)
Интегрирование ведется вдоль средней силовой линии, разделенной на пять участков: воздушный зазор (1), зубцовая зона статора (2), ярмо статора (3), полюс (4) и ярмо ротора (5) в предположении, что напряженность магнитного поля каждого участка постоянна:
. (5.3)
Каждый линейный интеграл определяет магнитное напряжение на соответствующем участке, а сумма токов в левой части представляет собой полный ток обмотки возбуждения, охватываемый контуром интегрирования,
. (5.4)
Магнитное напряжение воздушного зазора
,
где - максимальная индукция в зазоре; - расчетная длина машины; - расчетная ширина полюсного наконечника; - коэффициент полюсного перекрытия; - коэффициент воздушного зазора, учитывающий влияние зубчатости статора и ротора на магнитное сопротивление зазора.
Магнитное напряжение зубцов статора
определяется по средней напряженности поля в зубце, равной ее значению на высоте от головки зубца. Принимая допущение, что магнитный поток зубцового деления
полностью проходит через зубец, находим индукцию на высоте от головки зубца:
,
где - длина сердечника статора; - коэффициент заполнения сердечника сталью; - ширина зубца в сечении на высоте от головки зубца.
Напряженность поля в зубце определяется по характеристике намагничивания стали для найденной индукции .
Магнитное напряжения ярма статора
находим по максимальной напряженности поля в ярме, соответствующей по кривой намагничивания стали индукции,
,
где - высота ярма статора.
Коэффициент x учитывает непостоянство напряженности поля по длине участка .
Магнитное напряжение сердечника полюса определяется по максимальной напряженности поля у основания полюса:
.
Расчет магнитного поля в полюсе выполняется с учетом потока рассеяния обмотки возбуждения
,
где - коэффициент рассеяния полюсов.
Этому потоку соответствует индукция у основания полюса:
,
где - расчетная длина сердечника полюса; - ширина сердечника полюса.
Напряженность поля определяется по кривой намагничивания стали полюса для магнитной индукции .
Магнитное напряжение ярма ротора
,
где - максимальная напряженность поля в ярме, соответствующая индукции
,
где - длина средней силовой линии на участке ярма ротора; - длина ярма ротора; - высота ярма ротора.
Расчет магнитной цепи выполняется для 5-7 значений ЭДС в диапазоне от 0,5 до 1,3 . Результаты расчетов представляются в виде характеристики холостого хода или характеристики намагничивания , построенных в относительных единицах (рис. 5.6). При этом за базисные значения принимаются номинальное напряжение , соответствующий ему магнитный поток
и МДС возбуждения при .
Характеристика холостого хода и характеристика намагничивания в относительных единицах совпадают. По характеристике холостого хода определяют коэффициент насыщения
.
В хорошо спроектированной машине
.
При малом насыщении ( ) возрастает масса стали, а при глубоком насыщении ( ) существенно увеличивается ток возбуждения.
Дата добавления: 2017-11-21; просмотров: 1397;