Магнитная цепь машины постоянного тока

Магнитная система машины постоянного тока состоит из станины (ярма), сердечников главных полюсов с полюсными наконечниками, воздушного зазора и сердечника якоря.

На рис. 7, показана картина магнитного поля четырехполюсной машины. При этом имеется в виду машина, работающая в режиме х.х., когда МДС соз­дается лишь обмоткой возбуждения, а в обмотке якоря и обмотке добавочных полюсов тока нет или он настолько мал, что его влиянием на картину маг­нитного поля можно пренебречь. В целях упрощения на рисунке не показаны добавочные полюсы, так как в режиме х.х. их влияние на картину магнитного по­ля машины незначительно. Как это следует из рис. 7, магнитный поток главных полюсов состоит из двух неравных частей: большая часть образует ос­новной магнитный поток Ф, а меньшая – магнит­ный поток рассеяния полюсов Ф_σ. Поток рассеяния учитывается коэффициентом рассеяния σ_m.

Магнитодвижущая сила обмотки возбуждения на пару полюсов в режиме х.х. определяется суммой магнитных напряжений на участках магнитной цепи (рис. 8):

(26.1)

где – магнитные напряжения воз­душного зазора, зубцового слоя якоря, главного по­люса, спинки якоря, станины (ярма) соответственно.

Рис. 7. Магнитное поле машины постоянного тока в режиме х.х.

Рис. 8. Расчетный участок магнитной цепи четырехполюсной машины постоянного тока

Значения магнитных напряжений для различных участков магнитной цепи неодинаковы и зависят от магнитных сопротивле­ний этих участков. Наибольшим магнитным сопротивлением обладает воздушный зазор, поэтому магнитное напряжение F_δ на­много больше любого из слагаемых выражения (26.1).

Другие участки магнитной цепи выполняют из ферромагнит­ных материалов. В машинах постоянного тока для изготовления различных элементов магнитной цепи применяют следующие ма­териалы.

Сердечник якоря – тонколистовые электротехниче­ские стали марок 2013, 2312 и 2411 толщиной 0,5 мм.

Сердечник главного полюса – листовая анизо­тропная (холоднокатаная) сталь марки 3411 толщиной 1 мм, пла­стины не изолируют.

Станина – в машинах малой мощности станину изготов­ляют из стальных цельнотянутых труб, а для машин средней и большой мощности станины делают сварными из листовой конст­рукционной стали марки Ст3.

Магнитное напряжение воздушного зазора (А)

(26.4)

где δ – величина воздушного зазора, мм; k_δ – коэффициент воз­душного зазора, учитывающий увеличение магнитного сопротив­ления зазора из-за зубчатости якоря (k_δ > 1).

Магнитная индукция в воздушном зазоре B_δ (Тл) пропорцио­нальна основному магнитному потоку Ф. В машинах постоянного тока общего назначения B_δ = 0,6÷1,0 Тл (большие значения B_δ со­ответствуют более крупным машинам).