Значения индукции в машинах постоянного тока

⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 17Следующая ⇒

Участок магнитной цепи	Значение индукции, Т
Воздушный зазор	0,5 – 1,0
Полюс	1,2 – 1,6
Сердечник якоря	1,0 – 1,5
Ярмо станины: а) стальное литье и стальной прокат б) чугунное литье	1,1 – 1,2 0,5 – 0,7

Зависимость магнитной индукции в воздушном зазоре от внешнего диаметра якоря приведены на рис.2.4.

Геометрия магнитной цепи МПТ: высота спинки h_a , толщина станины (ярма) h _я_, ширина сердечника главного полюса b_m должны определять условие насыщения, при котором номинальному значению магнитного потока в воздушном зазоре Ф=Ф_ном, соответствуют значения магнитной индукции на участках в пределах, указанных в таблице 1.

Рис.2.4. Зависимость магнитной индукции в воздушном зазоре

От диаметра якоря.

Рис.2.5. Кривые намагничивания сталей для определения В _z и Н _z в зубцах якоря из литой электротехнической стали марок 1211, 1212, 1311

Расчет магнитной цепи необходимо начать с определения геометрических размеров машины постоянного тока.

Наиболее сложный характер имеет магнитное поле в воздушном зазоре, на который приходится наибольшая часть магнитного напряжения (до 60 – 80%).

а) а)

б) б)

Рис.2.6. Распределение магнитной Рис.2.7. Распределение магнитной

Индукции в воздушном индукции в воздушном

Зазоре при гладком якоре зазоре с учетом зубцов якоря

На рис. 2.6а и 2.7а показан характер магнитного поля в зазоре вдоль окружности якоря, соответственно, при отсутствии зубцов и с учетом его зубчатой поверхности. На рис.2.6б приведена кривая 1 распределенная магнитной индукции В_dна поверхности гладкого якоря на протяжении полюсного деления:

где Д_а – внешний диаметр якоря (м),

2р – число полюсов.

Для расчетных целей кривую 1 заменяют прямоугольником 2 (рис.2.6б) шириной В и высотой, равной действительному значению индукции В в средней части зазора.

Площадь прямоугольника равна площади фигуры, ограниченной кривой 1 и осью абсцисс, что означает равенство потоков, соответствующих кривым 1 и 2.

При наличии на якоре пазов поле над ними ослабляется и кривая В вдоль воздушного зазора принимает зубчатый вид (рис.2.7б).

Коэффициент воздушного зазора, обусловленный зубчатостью якоря определяется по следующему выражению

Это значение устанавливается на основе анализа поля в зазоре и пазах методом конформных отображений.

Однако получаемые при этом соотношения весьма сложные на практике пользуются приближенным выражением

где

где b_n – ширина открытия паза у поверхности воздушного зазора (в задании рассматриваются пазы якоря открытые, с параллельными стенками, рис. 2.9), (в дальнейшем – ширина паза).

Определяем зубцовые деления в трех сечениях:

- величина зубцового деления в верхней части зубца;

Рис. 2.8. Зубцовая зона якоря с прямоугольными пазами и

Трапециидальными зубцами

- величина зубцового деления у основания зубца, где z – число пазов (зубцов) якоря МПТ;

h_z – высота паза;

- величина зубцового деления посередине зубца.

В соответствии с рис. 2.8 определяем ширину зубца в трех сечениях:

- ширина зубца у основания,

- ширина паза,

- ширина зубца в верхней части,

- ширина зубца посередине.

Величина b_d называется расчетной полюсной дугой, она отличается от реальной полюсной дуги b_n (рис.2.6а) на некоторое значение, зависящее от формы полюсного наконечника. Точное значение b_d может быть установлено путем построения картины поля в зазоре графическим методом или путем расчета методом конформных отображений. Однако применение этих методов ввиду их большой трудоемкости затруднительно, поэтому пользуются приближенными соотношениями, установленными соответствующими расчетами для разных форм полюсных наконечников.

Величинаa_d называется расчетным коэффициентом полюсной дуги

Для машин с дополнительными полюсами: = 0,6 – 0,75 и для машин без дополнительных полюсов = 0,70 – 0,85.

Длину якоря в осевом направлении l_a часто принимают на 5 – 10 мм больше длины полюсов l_m. при этом индукция на конце якоря ослабляется (рис. 2.9) и поток, входящий в торец якоря, уменьшается. В результате уменьшаются потери на вихревые токи во фланцах и в середине якоря от торцевого потока. Расчетная длина якоря в данном случае определяется по выражению

Индукция в воздушном зазоре В_d_н определяется по графику рис.2.4., таким образом, магнитный поток

Рис. 2.9. Магнитное поле у края сердечника якоря

где - расчетное полюсное деление.

Магнитодвижущая сила (МДС) в воздушном зазоре при гладком якоре

МДС с учетом влияния пазов

где Гн/м – магнитная постоянная.

Следующей по сложности магнитного поля является зубцовая зона. Магнитное напряжение этой зоны с достаточной для практических целей точностью можно рассчитать с использованием следующей методики.

Первоначально определяются зубцовые коэффициенты для трех сечений:

в верхней части зубца

в средней части зубца

и в нижней части зубца

где K _с – коэффициент заполнения сталью.

При этом должно соблюдаться следующее соотношение: K_z₃> K_z₂> K_z₁.

Далее определяется расчетное значение магнитной индукции в сечениях зубца:

в верхней части зубца

в средней части зубца

в основании зубца

Здесь так же должно выполняться соотношение: B_z₃> B_z₂> B_z₁.

При практических расчетах магнитное напряжение в зубцовой зоне якоря вычисляют приближенно, пользуясь формулой Симпсона

где - усредненное значение напряженности магнитного поля в зубцовой зоне , где i = 1,2,3 (в верхней i = 1, средней i = 2 и нижней i = 3 частях зубца);

Н _z₁, H_z₂, H_z₃ определяют по графику рис.2.5 по соответствующим значениям B_z . График представлен в виде семейства характеристик, построенных для разных значений зубцового коэффициента K_z.

Если В _z < 1,8T, то зубец не насыщен и в паз ответвляется незначительная часть магнитного потока. Поэтому в данном случае можно пользоваться основной кривой намагничивания, приведенной в таблице 5 или на рис.2.10 (кривая 1). На этом рисунке совмещены характеристики электротехнических сталей, применяемых в МПТ. Для более точного определения численных величин зависимости В = f(Н) представлены в виде двух масштабов:

I х А (1,3 Т х 20 А/см) и II х В (2,6 Т х 200 А/см).

Рис.2.10. Кривые намагничивания ферромагнитных материалов:

Дата добавления: 2019-09-13; просмотров: 1077; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 2 3 456 7 8 9 10 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!