5.3.Выбор величины воздушного зазора см

В СМ при выборе величины воздушного зазора руководствуются рядом технологических, монтажных и, в первую очередь, электромагнитных требований.

Электромагнитный момент явнополюсной СМ определяется выражением:

Величина воздушного зазора определяет синхронное индуктивное сопротивление по продольной оси (так называемое ненасыщенное значение), от которого зависит перегрузочная способность СМ (максимальный электромагнитный момент). Величина , в свою очередь, определяется условиями работы и назначением машины. Для нормальных общепромышленных СМ, как правило, относительное значение синхронного индуктивного сопротивления по продольной оси должно составлять 1,0…1,6, для СМ с повышенным максимальным моментом - несколько меньше 1. После выбора величины в зависимости от требуемой перегрузочной способности, предварительно воздушный зазор можно определить по формуле:

где - максимальная индукция при холостом ходе и номинальном напряжении.

Помимо увеличения перегрузочной способности, с увеличением воздушного зазора в СМ увеличиваются потери на возбуждение и размеры обмоток возбуждения.

Для турбогенераторов воздушный зазор выбирается минимально возможным, но обеспечивающим, в то же время, необходимую величину статической перегружаемости. Это обусловлено необходимостью снижения массы меди ротора и, следовательно, механических усилий при больших частотах вращения.

5.4.Успокоительная (пусковая) обмотка

Эта обмотка выполнена по типу обычной короткозамкнутой и располагается в полюсных наконечниках СМ. В крупных синхронных генераторах она необходима для:

предотвращения динамических перегрузок при несимметричных коротких замыканиях;

повышения устойчивости работы;

улучшения формы кривой магнитного поля в воздушном зазоре машины;

уменьшения колебаний всего агрегата в целом.

Для синхронных двигателей и компенсаторов эта обмотка играет роль пусковой.

Выбор числа пазов успокоительной (пусковой) обмотки на полюс производится, руководствуясь следующими соображениями.

Для уменьшения добавочных потерь зубцовые деления ротора и статора должны удовлетворять соотношению:

Для уменьшения амплитуд высших гармоник в кривой ЭДС статора необходимо, чтобы выполнялось соотношение:

где - целое число.

Число пазов успокоительной (пусковой) обмотки на полюс выбирается из соотношения:

где - ширина полюсного наконечника; - диаметр стержня обмотки; =3…10 мм - минимально допустимое расстояние от крайнего стержня до края полюсного наконечника.

Суммарное сечение стержней одного полюса выбирается из условия:

где - количество стержней обмотки; - сечение стержня; - плотность тока в обмотке статора.

Коэффициент в скобках принимается для генераторов равным 0,15…0,25, для двигателей – 0.25…0,35.

5.5.Расчет мдс реакции якоря

Амплитуда первой гармоники МДС реакции якоря при токе определяется по формуле

Для количественного учета влияния реакции якоря на магнитное поле машины МДС раскладывают на две составляющие – продольную , максимум которой совпадает с осью полюсов, и поперечную , максимум которой совпадает с осью, проходящей через середину междуполюсного пространства. Для удобства расчетов МДС реакции якоря приводится к МДС обмотки возбуждения и заменяются эквивалентными МДС и . Для перехода вводятся соответствующие коэффициенты и :

Коэффициенты и зависят от отношений и .