МАГНИТНАЯ ЦЕПЬ МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО
ТОКА ПРИ ХОЛОСТОМ ХОДЕ
Магнитная цепь машины и метод ее расчета
Целью магнитных расчетов является установление количественной зависимости магнитного потока от тока возбуждения, а также определение магнитной индукции в отдельных частях машины, что необходимо для анализа свойств машины.
Магнитный поток в электрических машинах постоянного тока возникает из-за наличия тока в обмотке возбуждения. Для улучшения магнитной связи между обмотками и увеличения магнитного потока магнитную систему машин выполняют из ферромагнитных материалов, обладающих хорошей магнитной проводимостью. В большинстве случаев применяют электротехническую сталь, легированную кремнием (1 – 5,0 %) и другими присадками, уменьшающими потери в переменном магни-тном поле. Иногда применяют литую сталь, чугун, пермаллой и феррит.
Магнитное поле двухполюсной машины можно представить одним потоком, пронизывающим якорь и разветвляющимся надвое в ярме.
В многополюсных машинах создается 2p магнитных потоков, замыкающихся через соседние пары полюсов (рис. 2.1).
Магнитный поток 
, пронизывающий воздушный зазор, меньше потока полюсов 
. Некоторая часть замыкается по более коротким путям, образуя поток рассеяния 
(рис. 2.1). Магнитный поток в зазоре машины, определяющий ее ЭДС и электромагнитный момент:
, (2.1)
называют основным магнитным потоком.
Поток полюсов, необходимый для создания в зазоре заданного значения 
:
(2.2)
где Кs - коэффициент рассеяния основных полюсов. Обычно Кs = 1,12 - 1,25.
Магнитодвижущую силу (МДС) 
, необходимую для создания основного магнитного потока , называют основной МДС.
Каждая линия основного магнитного потока последовательно проходит по ряду участков, образующих в совокупности магнитную цепь машины и отличающихся друг от друга, как своими геометрическими размерами, так и физическими свойствами (см. рис.2.2). Для определения искомой МДС исходят из закона полного тока:
(2.3)
Интегральной характеристикой магнитного поля, служащей мерой энергии, затраченной на установление магнитного поля (т.е. причиной образования этого поля) является магнитодвижущая сила, равная значению электрического тока, обусловливающего данное магнитное поле
(2.4)
Практически магнитную цепь машины делят на такие участки, вдоль которых напряженность поля одинакова, т.е. на участки с одинаковыми площадями сечения. Основных участков магнитной цепи пять: 1) сердечники полюсов 
; 2) воздушный зазор d; 3) зубцовая зона 
; 4) спинка якоря 
; 5) ярмо станины 
. При постоянстве напряженностей магнитного поля на участках магнитной цепи заме-
няют интеграл 
суммой интегралов:
(2.4)
а сумму токов 
произведением тока возбуждения на число витков. Тогда вместо равенства (2.4) с учетом прохождения силовой линии дважды по одинаковым участкам получим:
, (2.6)
где d, , 
, , 
показанные на рис. 2.2 геометрические размеры, равные длинам отрезков средней магнитной линии участка; 
, 
, 
, 
, 
напряженности магнитного поля на соответствующих участках; 
число витков обмотки возбуждения на полюс; 
– ток возбуждения.
Отдельные члены соотношения (2.6) представляют магнитодвижущие силы отдельных участков магнитной цепи, а их сумма - полную магнитодвижущую силу машины на пару полюсов:
. (2.7)
Здесь 
полная МДС на один полюс.
При расчете магнитной цепи, исходя из заданной величины ЭДС 
и пропорциональной величины индукция в зазоре В d , определяют значения H на отдельных участках цепи, (по таблицам или кривым зависимости 
для выбранных марок стали). При заданных геометрических размерах и величине магнитного потока магнитная индукция
, (2.8)
где 
площадь поперечного сечения магнитопровода.
Магнитное напряжение любого из последовательно включенных участков
, (2.9)
где 
среднее значение напряженности на данном участке; 
средняя длина магнитной линии данного участка.
Так как 
, а 
, где 
площадь расчет-
ного сечения участка магнитопровода, то
. (2.10)
Введя понятие магнитного сопротивления
, (2.11)
из выражения (2.11) получим формулу закона Ома магнитной цепи
(2.12)
Формула (2.12) показывает, что при малом значении магнитной проницаемости 
(например, прохождении магнитного потока через воздушный зазор при 
Гн/м) требуется большой величины магнитодвижущая сила. Для проведения магнитного потока по стальным участкам магнитной цепи с 
Гн/м магнитодвижущая сила значительно ниже.
Дата добавления: 2021-05-18; просмотров: 123; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!