Магнитное напряжение в воздушном зазоре

При неизменном воздушном зазоре между ротором (или статором) и сердечником полюса (что характерно для многих синхронных машин и машин постоянного тока) распределение индукции в воздушном зазоре имеет вид криволинейной трапеции 1 (рис. 4.28, а). При определении магнитного напряжения в зазоре действительное распределение индукции заменяют прямоугольным 2, предполагая индукцию неизменной на некоторой теоретической дуге bi. Дуга bi должна быть выбрана так, чтобы поток полюса, пропорциональный площади, ограничиваемой кривой индукции, остался неизменным. Обычно bi мало отличается от конструктивной длины полюсной дуги bпд: при равномерном воздушном зазоре можно считать, что bi = bпд+ 2δ (где δ — воздушный зазор), а при полюсном наконечнике со скошенными краями  bi≈ bпд. Отношение α= bj/τ называют коэффициентом полюсного (магнитного) перекрытия.

Магнитное напряжение в воздушном зазоре определяют по значению потока, проходящего через зазор из статора в ротор (или наоборот):

где lt — продольная расчетная (активная) длина воздушного зазора; Βδ — индукция в воздушном зазоре (при номинальном режиме Вδ изменяется от 0,6 до 1,1 Тл, причем большие значения соответствуют машинам большей мощности).

Из (4.30) следует, что при заданной индукции Вδ в воздушном зазоре с увеличением коэффициента полюсного перекрытия αi, возрастает и магнитный поток Ф. Однако при значительном увеличении af сильно возрастает поток рассеяния Φδ, который замыкается через ярмо и сердечники полюсов, минуя якорь (см. рис. 4.27, а). Обычно αi = 0,6...0,8, причем меньшие значения соответствуют машинам меньшей мощности.

Напряженность магнитного поля в воздушном зазоре

а магнитное напряжение (на два воздушных зазора)

где Φδ = δi — длина отрезка расчетной магнитной линии в воздушном зазоре.

При наличии зубцов на роторе или статоре длина расчетной магнитной линии в зазоре δi больше расстояния δ между ротором и статором, так как магнитные линии в зазоре искривлены (рис. 4.28, б). Это обстоятельство учитывается путем введения в расчет некоторого коэффициента kδ, называемого коэффициентом воздушного зазора или коэффициентом Картера (по имени английского ученого, впервые установившего количественную связь между средней длиной магнитной линии в зазоре и конфигурацией зубцового слоя), поэтому δi = kδδ.

Значение kδ при наличии зубцов только на роторе или статоре машины можно определить по формуле kδ  = t1/(t1-γδ),где t1 зубцовое деление; γ = (b0/δ)2/(5+b0/δ) при b0/δ>1; b0 — ширина шлица паза (при полузакрытых и полуоткрытых пазах); при открытых пазах bо принимают равным ширине паза bп.

Если зубцы имеются на роторе и статоре (асинхронные машины, машины постоянного тока с компенсационной обмоткой, синхронные машины с успокоительной обмоткой), то

где kδ1 и kδ2 — коэффициенты воздушного зазора для ротора и статора.

Рис. 4.29.Кривые распределения магнитной индукции в воздушном зазоре у краев ротора и статора (а) и при наличии радиальных вентиляционных каналов (б)

 

При определении индукции Вδ и напряженности Нδ магнитного поля в воздушном зазоре расчетную (активную) длину зазора следует вычислять с учетом различных конструктивных длин статора lа1 и ротора lа2 (рис. 4.29, а) и наличия радиальных вентиляционных каналов (рис. 4.29, б). Обычно принимают, что расчетная длина li = 0,5(lа1 + lа2). При наличии в роторе или статоре пк вентиляционных каналов шириной bк  за эквивалентную длину соответствующей части машины принимают l'a = l-0,5nkbk, где l —конструктивная длина этой части.

Рис. 4.30. Зубцовые слои ротора и статора (а...в)

 

 

Зависимость величины Fδ от индукции Вδ (или от Ф) является линейной, так как μο = const. Обычно при номинальном режиме работы машины Fδ = (0,7-0,9)FB.






Рекомендуемый контент




Copyright © 2010-2017 housea.ru. Контакты: info@housea.ru При использовании материалов веб-сайта Домашнее Радио, гиперссылка на источник обязательна.